JPH10243953A - 骨取付用補綴とその固定方法 - Google Patents

骨取付用補綴とその固定方法

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JPH10243953A
JPH10243953A JP9363397A JP36339797A JPH10243953A JP H10243953 A JPH10243953 A JP H10243953A JP 9363397 A JP9363397 A JP 9363397A JP 36339797 A JP36339797 A JP 36339797A JP H10243953 A JPH10243953 A JP H10243953A
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screw
bone
prosthesis
surface portion
cement
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Frederick F Buechel
フレデリック．エフ．ビュッシェル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 損傷のある、あるいは脆弱もしくは罹患した
骨に隣接して確実にくっつけることができ、また圧縮、
引張の２つの応力にも対応でき、さらにこのような骨に
も固定できる関節用補綴部材を提供する。 【解決手段】 補綴部材を骨に、特に罹患したあるいは
損傷のあるまたは劣化した骨に確実に取付ける補綴装置
を提供する。この補綴装置は、健全な親骨に取付けられ
る複数のねじを備える。各ねじは一端部から伸びるねじ
込み部分と、他端部から伸びるねじ山を切っていない部
分を備える。このねじ山を切っていない部分は不連続面
部分をその上に備える。前記ねじの両端部が補綴の支持
に配置される。骨用セメントはその後、補綴部材と骨の
間に、またねじの骨から突出する部分と取囲み関係に配
置される。セメントはねじ上の突起を取囲み、それに付
着して、前記ねじとセメントが補綴の使用中にその上に
かかる荷重に対応して互いに補強し合うようにさせるも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は整形外科用補綴、詳
述すれば前記補綴を骨に固定させるねじと骨用セメント
を用いる補綴に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の補綴は損傷を受けた関節の交
換もしくは損傷を受けた骨の修復に用いられる。整形外
科用補綴挿入の外科医療は典型的例として骨の隣接領域
の外科的部分の切除を必要とする。この部分切除は骨と
補綴が適合した噛合い形状を備え、補綴に対する特有の
支持体となる必要がある。整形外科用補綴はさらに、骨
と補綴部材間の接合部が相関して移動しないようにする
必要がある。
【０００３】整形外科用補綴と骨の間の先行技術による
接合部は種々の形をとってきた。例えば、いくつかの整
形外科用補綴は骨に、キャビティを形成することで挿入
される。補綴部材はこのキャビティに楔状の係合するよ
う構成されている。他の整形外科用補綴はその補綴部材
の表面に骨と向い合う噛合わせになるようにした多孔性
被覆を施してある。この多孔性被覆は骨の内部に向う成
長を促進させることを考えている。多数の他の先行技術
による整形外科的補綴は骨に入って係合されるねじ込み
用の第１端部と、補綴部材の保持もしくは支持体の構成
にした第２端部を備えている。各端部は多数の異なる形
状をとってきた。例えば、米国特許第４，４８４，５７
０号は、中空のねじ込み端部を備え、それを半径方向に
拡がる開口部を有するねじを示している。このねじ山は
隣接する親骨と掴み状に係合するよう考えたものであ
る。前記中空側壁部にある開口部は骨が内部に向っての
成長ができるように考えてある。いくつかの事例では、
この骨用ねじの相対する側に第２端部が補綴の他の端部
とねじ込み係合ができるようにねじ山を切ってある。こ
のような二重ねじ込み骨用ねじが、例えば米国特許第
５，０１９、０７９号と米国特許第５，２１７，４６２
号に示されている。他の先行技術による骨用ねじは、前
記開口部に隣接する補綴部材の骨に接する補綴部材を保
持する領域を係合させることになる拡張頭部を単に配設
しているだけである。
【０００４】いくつかの整形外科用補綴は骨用セメント
を用いて補綴部材を骨に接合する。この骨用セメントは
典型的例として骨と先行技術による補綴部材との間の界
面に塗布する。この補綴部材はその後、適所に注入され
る。余分の骨用セメントは骨と補綴部材間の界面から滲
出することになるので、外科手術中に除去できる。
【０００５】少くとも１つの先行技術による補綴部材は
骨用ねじ、箔ならびに骨組織を組合せて、骨の損傷領域
のキャップに用いる。詳述すれば米国特許第５，１９
６，０１９号は第１のねじ込み端部と、相対する側の円
滑に円筒形になった第２端部を備える骨用ねじを示して
いる。このねじ込み端部が骨にねじ込まれて、前記円滑
に円筒形になった端部が骨から突出する。箔で前記骨用
ねじのこの突出端部をすっぽりと覆い、この箔の縁領域
がその後、骨の領域に貼付けられる。骨とこの箔の間の
領域は、骨と箔の間に成長させようとする骨のマスで一
杯になる。前記骨用ねじと箔がその後、取外されて再生
された骨の領域が前記箔により形成された形状に適合し
つづける。これらの骨用ねじは骨から突出し、かつ骨の
マスにより取囲まれた円滑に円筒状になった外面のため
取外しができる。詳述すれば、この骨のマスは囲繞する
だけで、ねじの円滑部分と噛合うことはない。
【０００６】強固で健康な骨をもつ患者は一般に整形外
科用補綴を受けることはない。換言すれば、補綴部材を
受ける必要のある数多くの患者は脆い、損傷した、ある
いは罹患した骨をもっていることになる。したがって補
綴部材に接して耐え得る安全な親骨がないことはしばし
ばである。その結果補綴部材の挿入はその補綴部材の形
状に調和する骨表面の僅かな部分切除ではすまない大き
い切除を必要とする。骨用ねじは補綴部材からねじを保
持するだけの十分に健康な骨の領域にまで伸ばすことが
できる。しかしながら、骨用ねじは典型的例として極め
て幅が狭く、補綴部材とねじを通って伝達される圧縮荷
重にかかるので曲がることがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、補綴部材に隣接する損傷を受けたか、脆弱である
かあるいは罹患した領域をもつ骨に確実にくっつけるこ
とのできる補綴部材を提供することである。
【０００８】本発明の別の目的は、圧縮と引張の２つの
力に対応できるだけの十分な強度をもつ補綴装置を提供
することにもある。
【０００９】本発明のさらなる目的は補綴部材を脆弱な
あるいは損傷を受けまたは罹患した骨の領域に有効に固
定させるねじを提供することでもある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は補綴部材を少く
とも１つの骨用ねじと骨用セメントとを組合せて用いる
補綴装置に関するものである。この骨用ねじと骨用セメ
ントは補綴部材を、補綴部材からかなりの距離をとって
間隔をおき得る骨の健丈領域に対して支えるよう互いに
作用し合う。詳述すれば、この骨用ねじは対向する第１
と第２の両端部を有する細長い部材である。第１端部に
隣接するねじの領域は螺旋状にねじ山を切ってあって骨
の健丈な領域に確実に取付けられる。この健全な骨の部
分は補綴部材の考えられている支承面から間隔をおいて
いる。骨用ねじの第２端部により前記補綴を支えるため
に必要な寸法および／または構成にした頭部が形成され
る。骨と補綴部材の間の補綴装置の領域が骨用セメント
で事実上一杯になる。この骨用セメントは骨用ねじの骨
から補綴部材に伸びる部分を事実上取囲む。この骨用セ
メントにより、補綴部材が上で支えられるプラットホー
ムを形成するような寸法をもって配置された複数のねじ
を取囲む連続マトリックスが形成されることになる。
【００１１】セメントのこのマトリックスと事実上互い
に調和し、協働作用する骨用ねじの機能を保証するた
め、骨から突出する骨用ねじの外領域に、好ましくは不
連続突起からなるねじ山を切っていない表面部分を設け
る。この突起により骨用ねじの回りに部分的に伸びる短
い弧状部分が互いに間隔をおいた関係で形成される。こ
の突起は複数の間隔をおいた位置で外側方向に伸びる短
い軸方向に伸びる部分からさらに、あるいは別の仕方で
なることも可能である。なおさらに、短い相互接続し、
軸方向ならびに円周方向に伸びる突起が骨の外面に形成
できる。骨用ねじの骨から補綴に伸びる部分の突起によ
り骨用セメントが効率よく効果的に固定され得る領域が
形成される。このように骨用セメントと骨用ねじの骨か
ら伸びる部分が調和して機能し、圧縮ならびに引張の両
荷重下の支持体となる。詳述すれば、骨用セメントが圧
縮荷重に対応して特に有効である一方、骨用ねじは剪断
力ならびに引張荷重に対応して特に有効である。骨用ね
じ上の突起は骨用ねじの骨用セメントに対する分離と移
動を妨げ、また骨用ねじの骨から伸びる領域に別の方法
で起こり得る弯曲を事実上減らすことになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明による整形外科用ねじは図
１乃至４の図面参照番号１０で総体的に示される。この
ねじ１０は対向する第１と第２の端部１２と１５をそれ
ぞれ備える細長い構造部材である。第１端部１２はとが
らせてあって、患者の骨への挿入を容易にする。ねじ１
０の第１端部１２に隣接する場合により外部ねじ山の列
が形成され、前記ねじ１０が患者の骨にねじ込み式に前
進させ、またそのねじ１０をその中にしっかりと保持さ
せる。ねじ１０の第２端部によりスロット１６をつけた
拡張頭部が形成されて、ねじまわしまたはドリルの推進
素子と無回転の係合をさせる。本明細書で例証している
ようにこのスロット１６は線状スロットであり、グレー
ド型の推進素子を収容する。しかしながら他の構成、例
えばフィリップスヘッド型の推進素子が配設できる。本
明細書で例証しているように、第１端部１４は丸味がつ
いていて、またねじ１０の軸線に対し対称である。しか
しながら前記第１端部１４の平面もしくは他の形状にす
ることもできる。
【００１３】ねじ１０の第２端部とねじ山１６の間の部
分は複数の部分切除した溝２２により形成され、不連続
突起２４を上に形成する全般にこぶのついた円筒形外面
を特徴とする。本明細書に例証されているように、突起
２４は短い放射方向の弧を通り、前記円筒状部分２０の
回りに拡がる。以下さらに詳しくは述べることになる
が、この突起を他の任意形状にすることもできる。
【００１４】ねじ１０は図２乃至４に図面参照番号３０
で総体的に示された膝関節用補綴と併用できる。この補
綴３０は脛骨３６の近位端部３４に取付けられた脛骨用
補綴３２と、大腿骨４２の遠位端部４０に取付けられた
大腿骨用補綴３８を備える。前記補綴３０は、補綴の大
腿骨用ならび脛骨用の両補綴部材の間に配置された支承
４４を、この支承４４が前記脛骨部材３２と滑り支承係
合し、また大腿骨部材３８と関節支承係合するように備
えている。
【００１５】前記補綴３０は脛骨３６の近位端部と、大
腿骨４２の遠位端部の部分切除により挿入される。キャ
ビティ４６はその後、前記脛骨３６の部分切除された近
位端部３４の中に向けて遠位方向に孔を拡げられ、また
キャビティ４８も大腿骨４２の遠位端部４０の中に向け
て遠位方向に拡孔させられる。本発明による複数のねじ
１０はそこで、脛骨３６の部分切除された近位端部と、
大腿骨４２の部分切除された遠位端部４０の両端部の用
いうる健全な親骨にねじ込み式に固定される。この取付
けられた状態にあって、図２乃至４に示されているよう
に、それぞれのねじ１０の円筒状部分２０がそれぞれ脛
骨３６の部分切除された近位端部３４から、また大腿骨
４２の部分切除された遠位端部から突出する。
【００１６】前記脛骨部材３２はシャフト５０とプラッ
トホーム５２を備える。このプラットホーム５２は前記
シャフト５０に事実上垂直に配設された下位面５４と、
この下位面５４に事実上平行である上位支承面５６を備
える。前記プラットホーム５２の上位面５６は図２と３
に示された支承４４と滑り変化係合するよう構成されて
いる。脛骨部材４６のシャフト５０は拡孔してあるキャ
ビティ４６の中に挿入されて脛骨３６の部分切除された
近位端部３４の中に、前記プラットホームの下位面５４
がそれぞれのねじ１０の端部１４上で支持係合して静止
するまで遠位方向に延長する。２つのねじ１０が図２乃
至４に示されているが、２つ以上のねじが典型的例とし
て配設されることになることが理解されよう。すべての
ねじ１０の端部１４が脛骨プラットホーム５２の下位面
５４と支持係合するはずである。ねじ１０のどれかが脛
骨プラットホーム５２の下位面５４から間隔をおいてい
る場合、前記脛骨部材３２を脛骨３６から取外して、２
つ以上のねじ１０のそれぞれの高さを調整することが必
要となることがある。
【００１７】同様の方法で、ねじ１０は大腿骨４２の部
分切除された遠位端部４０に取付けられる。この大腿骨
部材３８をその後、大腿骨４２に取付ける。詳述すれ
ば、大腿骨部材３８はシャフト６０と支承部分６２を備
える。この支承部分６２は上位の骨係合部分６４と、下
位の関節支承面６６を備えて前記支承４４と係合する。
大腿骨部材３８のシャフト６０は前記キャビティ４８の
中に滑入し、大腿骨４２の部分切除された遠位端部に延
長する。その完全に取付けられた位置で、大腿骨支承６
２の上位係合面６４はねじ１０の端部１４と支持係合に
なるはずである。必要に応じて、大腿骨部材３８が大腿
骨４２から取外されても差支えなく、また２つ以上のね
じ１０がねじ１０の端部１４と、大腿骨支承６２の上位
係合面６４との間の正確な支持関係を達成するよう調整
できる。
【００１８】手術は膝を曲がった位置と伸びた位置に順
番に置いて、靭帯の伸長を膝の両方の状態にしてチェッ
クして進捗する。必要に応じて脛骨部材３２および／ま
たは大腿骨部材３８が取外されてねじ１０の相関する軸
方向の位置が調整される。
【００１９】ねじの正確な軸方向の位置が一旦決まると
直ぐ、骨用セメントがねじ１０の円筒状部分と囲繞関係
に、かつそれぞれの骨と補綴３０の間に挿入される。詳
述すれば、骨用セメント７０によりねじ１０のそれぞれ
の端部１４に隣接する円筒状部分２０を取囲む連続マト
リックスが形成されて、それによりセメントが各ねじ１
０の上にある溝と突起２２と２４により形成されるこぶ
を取囲み、からめさせる。骨用セメント７０を溝と突起
２２と２４にからませると、前記骨用セメントが各骨と
補綴３０の間の適所に一層確実に保持されるようにな
る。さらにこのセメントが脛骨と大腿骨の両部材３２と
３８の移動を、補綴の上にかかった荷重に対応するねじ
１０の突出部分の弯曲に対応して最小限に止める。骨用
セメントはさらに、骨にかかる荷重の分布を単にねじだ
けでするよりも一層均一にすることができる。
【００２０】図１はねじ１０上にある溝と突起２２なら
びに２４の１つの特別のパターンを例示する。しかしな
がら、他のパターンの突起にすることもできる。例え
ば、図５はねじ１０ａの円筒状部分２０ａ上に外側方向
に突出する窪み２２ａを示す。図７は不規則なパターン
の窪み２２ｂがついた円筒状部分２０ｂを備えたばね１
０ｂを示し、この窪みの中へセメント７０が流入してセ
メントとねじの間に確実なからまりを達成できる。
【００２１】上述で例示された不規則なパターンの窪み
と突起は、ねじ１０のねじ山を切っていない円筒状部分
２０を１組のこぶつきの円板、ロールもしくは輪の間の
ニップを貫通させて形成されることが好ましい。この円
板、ロールもしくは輪上にあるこぶにより不連続のねじ
山を切っていない面部分の選択パターンを達成すること
になるパターンが決まる。
【００２２】本発明が特定の好ましい実施例に関し述べ
られてきたが、様々な変更が特許請求の範囲により定義
された本発明の範囲から逸脱することなく行えることが
明白である。
【００２３】
【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、損傷の
ある、あるいは脆弱もしくは罹患している骨に隣接して
確実にくっつけることができ、また圧縮引張の２つの応
力にも対応でき、さらにこのような骨にも固定できるね
じを有する補綴部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による整形外科用ねじの一実施例の側面
図である。
【図２】脛骨の近位端部に取付けられた図１のねじを示
す横断面図である。
【図３】図２と同様ではあるが、前記ねじで支えられた
膝関節用補綴の脛骨部材を示す横断面図である。
【図４】大腿骨の遠位端部にねじを入れ、また前記膝関
節用補綴の大腿骨部材を支持する全膝関節用補綴の横断
面図である。
【図５】図１と同様であるが、他の実施例に係るねじを
示す側面図である。
【図６】図１と５と同様であるが、さらに他の実施例に
係るねじの構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 整形外科用ねじ １０ａ 整形外科用ねじ １０ｂ 整形外科用ねじ １２ 第１端部 １４ 第２端部 １６ スロット ２０ 全般にねじ山を切っていない円筒状外面 ２２ 複数の部分切除溝 ２４ 不連続突起 ３０ 膝関節用補綴 ３２ 脛骨部材 ３４ 近位端部 ３６ 脛骨 ３８ 大腿骨部材 ４０ 遠位端部 ４２ 大腿骨 ４４ 支承 ４６ キャビティ ４８ キャビティ ５０ シャフト ５２ プラットホーム ５４ 下位面 ５６ 上位支承面 ６０ シャフト ６２ 支承部分 ６４ 上位骨係合部分 ６６ 下位関節支承面 ７０ セメント ２０ａ 円筒状部分 ２０ｂ 円筒状部分 ２２ａ 外側方向に突出する窪み ２２ｂ 窪み

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ・対向する第１および第２の長手方向の
    端部と、前記第１端部から前記両端部の中間の場所に伸
    びる骨と係合できるねじ山と、該ねじ山と前記第２端部
    の中間に伸びるこぶつき面部分を備える少くとも１つの
    ねじと、 ・前記ねじの第２端部と支持係合して取付けられた補綴
    部材と、 ・前記骨と該補綴部材の間に伸び、かつ前記ねじのねじ
    山を切っていない面部分を備える部分を骨用セメントと
    前記ねじが互いに相互にからまされ、かつ前記補綴部材
    を同時に作用させるように支持するようにして取囲む骨
    用セメントと、からなることを特徴とする骨取付用補
    綴。
  2. 【請求項２】 前記こぶつき面部分が前記ねじ上の突起
    からなることを特徴とする請求項１記載の補綴。
  3. 【請求項３】 前記複数の突起が円周方向に伸びること
    を特徴とする請求項２記載の補綴。
  4. 【請求項４】 前記複数の突起がほぼ軸方向に伸びるこ
    とを特徴とする請求項２記載の補綴。
  5. 【請求項５】 前記突起が複数の軸方向に伸びる部分
    と、複数の円周方向に伸びる部分とを備えることを特徴
    とする請求項２記載の補綴。
  6. 【請求項６】 前記ねじが前記ねじ山から前記第２端部
    に伸びるほぼ円筒状面部分を備え、前記突起が前記円筒
    状部分から突出することを特徴とする請求項２記載の補
    綴。
  7. 【請求項７】 前記ねじの前記第２端部が拡張されて、
    前記補綴部分と係合させる支持面が形成されることを特
    徴とする請求項１記載の補綴。
  8. 【請求項８】 ・各々が対向する第１と第２の長手方向
    の両端部と、前記第１端部から前記両端部の中間の場所
    まで伸びて骨と係合できるねじ山と、該ねじ山と前記第
    ２端部の間に伸びるねじ山を切っていないこぶつき面部
    分を備える複数のねじと、 ・該ねじのそれぞれの第２端部上で、しかも前記骨に対
    し間隔をおいた関係で確実に支持係合させる少くとも１
    つのねじ係合領域を備える補綴部材と、からなり、 ・前記骨と前記補綴部材の間に、前記ねじ上の前記こぶ
    つき面部分と周囲掴み関係で骨用セメントが受入れでき
    ることと、 ・前記ねじの第２端部が前記ねじ山を骨にねじ込む回転
    できる工具と係合させる構成になっている、ことを特徴
    とする骨に取付ける補綴アセンブリー。
  9. 【請求項９】 ・各々が対向する第１と第２の両端部を
    備え、前記各第１端部に隣接する部分により複数の外側
    ねじ山が形成され、また前記第２端部により円滑でな
    く、ねじ山を切っていないこぶつき面部分が形成される
    複数のねじを供給する工程と、 ・前記ねじの前記ねじ山を切った部分を、前記ねじの前
    記こぶつき面部分が前記骨から突出するように、また前
    記ねじの第２端部により支持点の選択された場所が形成
    されるようにねじ込方式で取付ける工程と、 ・前記補綴部材を前記ねじの前記第２端部上で支持させ
    る工程と、 ・骨用セメントを前記骨と前記補綴部材の間に挿入し
    て、前記ねじ上のこぶつき面部分を取囲み、かつからま
    る連続するセメントのマトリックスを形成する工程と、
    からなることを特徴とする補綴部材を骨に近接させて固
    定させる方法。
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