JPH10510457A - 髄内の中心決め器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 骨１８の髄管内に移植する固定できる補てつ整形インプラント１２のステム用中心決め器具１０が、中空環状本体２０を有し、該本体がインプラント１２のテーパ付きのステム１４を受け入れるためのテーパ付きの内面１５を有する。中心決め器具１０は、環状本体２０の外面の周囲に間隔を置いて配置された４枚の羽根２２を有し、この羽根２２が、基端-先端方向にステム１４に沿って延びる長手軸線にほぼ垂直な方向に半径方向外側へ延びている。中心決め器具１０の環状本体２０は、所定距離離れた基端面と先端面とを有し、羽根２２が所定距離の実質部分だけ延びる本体２０に隣接するベースを有する。隣接する羽根２２は、基端-先端方向に、隣接する羽根２２からずれていることが好ましく、これにより環状本体２０の基端と先端との間の寸法を維持して、中心決め器具本体２０が波状の構造になっている。

Description

【発明の詳細な説明】 髄内の中心決め器具発明の背景 発明の分野 本発明は大腿インプラントのような髄内の人工補装具のステム用の先端中心決 め器具に関する。特に本発明は、ステムにほぼ直角な方向に中心決め器具から外 側へ延び、隣り合う羽根が基端-先端方向に互いにずれている４つの要素を有す る先端中心決め器具に関する。従来技術 骨の髄管内の中立位置に固定可能な補てつ整形インプラントのステムを位置決 めするために先端中心決め器具が使用されている。 一般に、従来の中心決め器具は、そこから半径方向外側に延びる器具の周囲の 羽根を持つテーパ付きのリングの形状を有している。中心決め器具は、ステムの 先端から入れ込んで、ステムのテーパ部分に沿ってスライドさせて位置決めされ る。通常、ステムに器具を固定する場合には、ステムのテーパに対応する中心決 め器具の内面を、ステムのテーパと一致させることによりなされている。 例えばイギリス特許出願第２１０４３９１号に示すように、中心決め器具は、 大腿骨管内に先端ステムを中心決めするように使用される。アメリカ特許出願２ １０４３９１号の発明者に発行されたアメリカ特許第３，７９３，６５０号には 、垂直方向に延びる要素を使用する他の中心決め装置が開示されている。エクセ テール ユニバーサル ヒップシステム（the Ｅxeter Ｕniversal Ｈip system ）にはポリエチレンスリーブが示されており、垂直方向に延びるバネ要素は上記 アメリカ特許第３，７９３，６５０号のものと同様である。これらのスペーサは 、人工補装具の先端を中心決めするためだけでなく、ステムが髄管の壁に実際に 接触することを防止することもできる。 セメントを付与するときに従来技術の中には以下のような不利な点がある。即 ち器具を下方へ押し込むときに、それらの背後にあるセメント内に隙間と空気の 泡が形成されてしまう傾向にあり、これらの隙間と泡が羽根の背後、即ち羽根と 人工補装具の金属ステムとの間に形成されてしまう。これはセメントマントル内 の弱点となり、そこからクラックが生じる原因となるため、避けなければならな い。 ポリメチルメタクリレート製のスリーブが知られており、これは「全臀部大腿 部材陥没におけるカラーの影響」と題した１９８８年６月に発行された論説の中 でＬeo Ａ.Ｗhiteside 等によって発表され、「the Ｗhiteside Ｔotal Ｈip Ｓ ystem」として販売されている。しかしこの装置は、正確にリーマ加工された髄 管内に先端ステム中心決めするだけでの円筒形のスリーブに過ぎない。 本発明の構造は、中心決め装置の環状の本体の周囲に４枚の羽根（fin）が等 間隔で配置されている。これにより円形でない髄管内に中心決め器具が中心決め される可能性が高まる。羽根の枚数を多くすることにより中心決め器具を中心位 置に置くことができる可能性が増すが、このような構造では、中心決め器具が取 り付けられたステムを髄管内へ挿入する時に、羽根の周りでのセメントの流れが 詰まってしまう。 羽根を等間隔に配置することに加えて、４枚の羽根の対向する対を基端-先端 方向（即ち長手方向）に互いにずらして配置する。この羽根のずれた配置より、 単一の平面を越えて流動する未硬化セメントの不連続からの広がりが増加する。 １つの平面内でのセメントマントルを横切るクラックの伝播が、これによって減 少する。ステムの長手軸線と中心決め器具の各羽根の先端とのなす角度を１３５ °以上にすべきであることが分かった。これにより、最適な流体力学の結果とし て、部材の挿入によって引き起こされる多くのセメントの弱点が減少する。同様 に各羽根の後端は、マントル内での弱点を減少するために、大腿骨部材の長手軸 線に対して９０°以下の角度にすべきことがわかった。羽根の対を互いにずらし 、リングを一定の長さにすることによって、テーパ付きのリングが波状の形態と なる。このようにして長手方向に区切って考えれば、リングの基端と先端との間 の寸法は、波状構造をしていながら一定の寸法を維持している。中心決め器具の 先端と基端との間の距離は最大１０mmにすべきであることが分かった。１０mmを 越えると、大腿管内に挿入するときに、リングを越えて流れるセメントの再結合 が困難となる。これは、特に溝や窪みを有するステムと一緒に中心決め器具を使 用しており、セメントが溝や窪みを通って中心決め器具を越えて流れる場 合に特に困難となる。発明の概要 本発明の目的は、髄管内で使用されセメントで固めるようになっているステム を中心決めする、改良された能力を備える中心決め器具を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、中心決め器具とステムの先端の領域で、空隙の存在 しないセメントマントルを一貫して形成することができる中心決め器具を提供す ることである。 これらと他の目的は、インプラントのステムを受け入れるための内面を有する リング状の中空環状本体で形成された中心決め器具によって達成される。中心決 め器具は、環状本体の外面の周囲に間隔をあけて形成された少なくとも３枚の、 好ましくは４枚の羽根（fins）を有し、これらの羽根は、ステムの長手軸線にほ ぼ直角な方向で、外面から半径方向外側に延びている。羽根の少なくとも１つは 、隣接する羽根から基端-先端方向にずれている。一般に、４枚の羽根を使用し た場合には、羽根は環状本体の周囲で等間隔に配置され、対向する対の羽根が基 端側と先端側とで同じレベルに位置し、これらの対の羽根は、これらと隣接する もう一方の対の羽根とずれている。 リング状の環状本体の基端面と先端面との間の距離は、所定の距離だけ離れて いる。羽根は所定距離の実質部分だけ延びる環状本体に隣接するベースを有し、 基端面と先端面とが、隣接する羽根が基端-先端方向でずれている状態を維持し ながら波状に起伏している。基端面と先端面との距離は、環状本体の周囲３６０ °に亘って一定である。 環状本体は、ステムの先端の方へいくに従って、その長さに沿ってテーパが形 成されており、４枚の羽根のうち対向する羽根同士が、環状本体上で基端位置と 先端位置とが同じ配置となっている。更に、基端-先端方向での羽根の長さは、 長手軸線にほぼ垂直な方向へ外側へいくに従って減少している。そしてステムの 先端の方へ延びる中心決め器具の羽根の外面は１３５°より大きい角度をなして 延び、また中心決め器具の環状本体の後端、即ちステムの先端とは反対側へ延び る羽根のエッジは９０°よりも小さな角度をなして延びている。 本発明のこれらと他の目的は、添付した本発明の幾つかの実施例を示す図面 に関する以下の説明によって明らかになるであろう。図面は、例示の目的で使用 するものであり、本発明を限定するものではない。図面の簡単な説明 図面中、同一の参照符号の付いたものは、同一の要素を示す。 図１は、本発明の大腿インプラントと中心決め器具とを示す分解組立図である 。 図２は、仮想線で示す大腿骨内に位置決めされた図１の組み立てた状態のイン プラント及び中心決め器具を示す図である。 図３は、図２の２−２線に沿って破断した箇所から見たときのインプラントの 平面図である。 図４は、本発明の中心決め器具の斜視図である。 図５は、図４に示す中心決め器具の上面図である。 図６は、図５の６−６線に沿って破断した中心決め器具の断面平面図である。 図７は、図５の７−７線に沿って破断した中心決め器具の断面平面図である。 図８は、図４に示す中心決め器具の正面図である。好ましい実施例の説明 図１は、インプラントステムの一例である大腿部材と、全体を符号１０で示す 本発明の中心決め器具とを示している。好ましい実施例では、大腿部材１２は、 先端１６で収束するテーパ付きの先端部分１４を有する。先端部分１４は、中心 決め器具１０のテーパ付きの内面１５に嵌合するようになっている。 図２に関して、大腿部材１２の先端部分１４に中心決め器具１０が取り付けら れている様子が示されている。これは中心決め器具１０の内面１５を大腿部材１ ２の先端１６から入れ込んでテーパが一致するまでスライドさせて係合させるこ とによりなされている。また図２は、大腿骨１８を仮想線で示している。通常、 大腿骨の髄管は、リーマ仕上げされており、即ちＰＭＭＡ骨セメントとともに移 植された大腿部材を受け入れるように準備されている。 図３は、先端ステム１４上の中心決め器具の先端位置のすぐ基端側での、中心 決め器具１０の断面図を示す。先端ステム１４は円形に示されているが、矩形の 内側断面を有する中心決め器具１０のテーパの付いた４つの面を有する矩形形状 とすることもできる。好ましい実施例では、中心決め器具１０は先端ステム１４ に形成されたリング上の環状本体２０を有する。好ましい実施例では、中心決め 器具の本体２０から半径方向外側へ延びる４枚の羽根２２を有する。３枚の羽根 としたり、５枚以上の羽根とすることも可能である。 図４には基端面２４と先端面２６とを有する中心決め器具１０の環状本体２０ が示されている。好ましい実施例では、基端面２４と先端面２６との距離は一定 であり約10mmあるいはそれより小さい。図４〜図６に示すように、隣接する羽根 ２２は、基端-先端方向でずれている。図７には好ましい実施例が示されており 、対向する羽根が、基端側と先端側とで同じ位置で位置決めされている。あるい は４枚の羽根全てを基端側と先端側で異なるように位置決めしてもよい。 また図４〜図８には、好ましい実施例が示されており、この実施例では、先端 エッジ２８、即ち各羽根２２の先端側のエッジが、中心決め器具１０の本体２０ の長手軸線と１３５°よりも大きな角度βをなして形成されている。更に好まし い実施例では、後端エッジ、即ち各羽根２２の基端側のエッジ３０が、本体２０ の長手軸線と９０°よりも小さな角度αをなして形成されている。 本発明の中心決め器具は、骨管内に付与される骨セメント組成物の材質と同じ ポリマーであるポリメチルメタクリレートポリマーの射出成形によって形成する ことが好ましい。この組成物は、商業的に入手可能なシンプレックスＰ（Ｓimpl ex Ｐ（登録商標））骨セメント材料であり、ハウメディカ社（Ｈowmedica Ｉnc .）により使用されているものと同じである。上述したように、中心決め器具を 製造する好ましい方法は、所望の中心決め器具の形態を備えるように寸歩決めさ れた金属モールド内で、それを射出成形することである。一連の型を利用して、 複数のインプラントと管径の範囲で種々の使用寸法を備える中心決め器具を成形 することができる。中心決め器具の羽根の位置とそれらの形状は、最初に金属で 寸法決めしておき、その後ＰＭＭＡをその融点以上の温度で射出する。 本発明の幾つかの実施例を上述したが、本発明の精神と範囲内から逸脱するこ となしに、これらの多くの変更、改変が可能であることは明らかであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年８月１日 【補正内容】 請求の範囲 １．骨１８の髄管内への移植する補てつ整形インプラント１２のステム１４のた めの中心決め器具１０であり、該中心決め器具が、 前記インプラントのステムを受け入れるように大きさが決められた内面を有す る中空環状本体２０と、 前記環状本体２０の外面の周りに間隔を開けて設けられる少なくとも４枚の羽 根２２とを備え、 前記羽根は、基端-先端方向にステムに沿って延びる長手軸線に実質的に垂直 な方向へ、前記外面から外側へ延び、前記羽根２２の各々が前記ステムの前記長 手軸線に平行な面内に位置し、前記羽根２２の各々が隣接する羽根に対して前記 基端-先端方向にずれていることを特徴とする中心決め器具。 ２． 前記羽根２２が前記環状の本体２０の周りで等間隔に配置されている、請 求項１記載の中心決め器具。 ３． 前記環状本体２０は、所定距離離れている環状の基端面２４と環状の先端 面２６とを有し、前記羽根２２が前記所定距離の実質部分に亘って延びる前記環 状本体に隣接するベースを有し、前記基端面２４と先端面２６とが、前記環状本 体２０の周りでほぼ一定の所定距離を維持しながら、前記基端-先端方向での隣 接する羽根２２の前記ずれを維持しながら起伏していることを特徴とする請求項 １記載の中心決め器具。 ４． 前記羽根２２は、前記環状本体２０の周りで等間隔に離れていることを特 徴とする請求項３記載の中心決め器具。 ５． 前記４枚の羽根のうち対向する羽根は、前記環状本体に対して基端と先端 とが同じ位置になるように配置されていることを特徴とする請求項４記載の中心 決め器具。 ６． 前記基端-先端方向の前記羽根２２の長さが、前記長手軸線にほぼ垂直な 方向に外方へいくに従って減少していることを特徴とする請求項３記載の中心決 め器具。 ７． 前記環状本体２０の内面は、前記基端-先端方向で前記ステム１４の長手 軸線の方へ内側にテーパが形成されていることを特徴とする請求項１記載の中心 決め器具。 ８． 前記中心決め器具は、ポリメチルメタクリレートでできていることを特徴 とする請求項１記載の中心決め器具。 ９． 骨の髄質管内に移植するための整形外科インプラントであり、該インプラ ントが、 前記髄質管１８内へ移植するためのステム１４と、 前記ステムの端部に着脱可能に係合する中心決め器具１０とを有し、前記中心 決め器具が前記ステムに係合する内面を有する中空環状本体２０を有し、前記中 心決め器具が基端一先端方向に前記ステムに沿って延びる長手軸線にほぼ垂直な 方向に、中心決め器具の外面から外側へ延びる複数の羽根２２を有し、前記羽根 の各々は、前記ステムの長手軸線に平行な面内に位置し、前記羽根の各々が隣接 する羽根に対して前記基端-先端方向にずれていることを特徴とするインプラン ト。 １０． 前記羽根２２は、前記環状本体２０の周りに等間隔に配置されているこ とを特徴とする請求項９記載の中心決め器具。 １１． 前記環状本体は、所定距離離れた基端面２４と先端面２６とを有し、前 記羽根２２が前記所定距離の実質部分に亘って延びる前記環状本体に隣接するベ ースを有し、前記基端面２４と先端面２６とが、前記環状本体２０の周りでほぼ 一定の所定距離を維持しながら、前記基端-先端方向での、隣接する羽根の前記 ずれを維持しながら起伏していることを特徴とする請求項９記載の中心決め器具 。 １２． 前記羽根２２が、前記環状本体の周りに等間隔に配置されていることを 特徴とする請求項１１記載の中心決め器具。 １３． 前記４枚の羽根のうち対向する羽根は、前記環状本体に対して基端と先 端とが同じ位置になるように配置されていることを特徴とする請求項１２記載の 中心決め器具。 １４． 前記基端-先端方向の前記羽根の長さが、前記長手軸線にほぼ垂直な方 向に外方へいくに従って減少していることを特徴とする請求項１１記載の中心決 め器具。 １５． 前記環状本体の内面は、前記基端-先端方向で前記ステム１４の長手軸 線の方へ内側にテーパが形成されていることを特徴とする請求項９記載の中心決 め器具。 １６． 整形外科インプラントのステム１４のための中心決め器具１０であり、 該中心決め器具が、前記インプラントのステムと係合するように大きさが決めら れた内面を有する中空環状本体を備え、前記中心決め器具が、基端-先端方向に 前記ステムに沿って延びる長手軸線にほぼ垂直な方向に、中心決め器具の外面か ら外方へ延びる複数の羽根を有し、前記羽根の各々が前記ステムの前記長手軸線 に平行な平面内に位置しており、前記羽根の少なくとも１つが基端-先端方向に 前記隣接する羽根からずれていることを特徴とする中心決め器具。 １７． 前記羽根２２が、前記環状本体の周りに等間隔に配置されていることを 特徴とする請求項１６記載の中心決め器具。 １８． 前記環状本体２０は、所定距離離れた前記基端面２４と先端面２６と を有し、前記羽根２２が前記所定距離の実質部分に亘って延びる前記環状本体に 隣接するベースを有し、前記基端面２４と先端面２６とが、前記環状本体の周り でほぼ一定の所定距離を維持しながら、記基端-先端方向での、隣接する羽根の 前記ずれを維持しながら起伏していることを特徴とする請求項１７記載の中心決 め器具。 １９． ４枚の羽根２２を有し、該４枚の羽根のうち対向する羽根は、前記環状 本体に対して基端と先端とが同じ位置になるように配置されていることを特徴と する請求項１８記載の中心決め器具。 ２０． 前記環状本体２０の前記内面は、前記基端-先端方向で前記ステムの長 手軸線の方へ内側にテーパが形成されていることを特徴とする請求項１９記載の 中心決め器具。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノウブル，フィリップ・シー アメリカ合衆国テキサス州77030，ヒュー ストン，スウィフト・ブールヴァード 2147

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．骨１８の髄管内への移植する補てつ整形インプラント１２のステム１４のた めの中心決め器具１０であり、該中心決め器具が、 前記インプラントのステムを受け入れるための内面を有する中空環状本体２０ と、 前記環状本体２０の外面の周りに間隔を開けて設けられる少なくとも４枚の羽 根２２とを備え、 前記羽根は、基端-先端方向にステムに沿って延びる長手軸線に実質的に垂直 な方向へ、前記外面から外側へ延び、前記羽根２２の各々が隣接する羽根に対し て前記基端-先端方向にずれていることを特徴とする中心決め器具。 ２． 前記羽根２２が前記環状の本体２０の周りで等間隔に配置されている、請 求項１記載の中心決め器具。 ３． 前記環状本体２０は、所定距離離れている環状の基端面２４と環状の先端 面２６とを有し、前記羽根２２が前記所定距離の実質部分に亘って延びる前記環 状本体に隣接するベースを有し、前記基端面２４と先端面２６とが、前記環状本 体２０の周りでほぼ一定の所定距離を維持しながら、前記基端-先端方向での隣 接する羽根２２の前記ずれを維持しながら起伏していることを特徴とする請求項 １記載の中心決め器具。 ４． 前記羽根２２は、前記環状本体２０の周りで等間隔に離れていることを特 徴とする請求項３記載の中心決め器具。 ５． 前記４枚の羽根のうち対向する羽根は、前記環状本体に対して基端と先端 とが同じ位置になるように配置されていることを特徴とする請求項４記載の中心 決め器具。 ６． 前記基端-先端方向の前記羽根２２の長さが、前記長手軸線にほぼ垂直な 方向に外方へいくに従って減少していることを特徴とする請求項３記載の中心決 め器具。 ７． 前記環状本体２０の内面は、前記基端-先端方向で前記ステム１４の長手 軸線の方へ内側にテーパが形成されていることを特徴とする請求項１記載の中心 決め器具。 ８． 前記中心決め器具は、ポリメチルメタクリレートでできていることを特徴 とする請求項１記載の中心決め器具。 ９． 骨の髄質管内に移植するための整形外科インプラントであり、該インプラ ントが、 前記髄質管１８内へ移植するためのステム１４と、 前記ステムの端部に着脱可能に係合する中心決め器具１０とを有し、前記中心 決め器具が前記ステムに係合する内面を有する中空環状本体２０を有し、前記中 心決め器具が基端-先端方向に前記ステムに沿って延びる長手軸線にほぼ垂直な 方向に、中心決め器具の外面から外側へ延びる複数の羽根２２を有することを特 徴とするインプラント。 １０． 前記羽根２２は、前記環状本体２０の周りに等間隔に配置されているこ とを特徴とする請求項９記載の中心決め器具。 １１． 前記環状本体は、所定距離離れた基端面２４と先端面２６とを有し、前 記羽根２２が前記所定距離の実質部分に亘って延びる前記環状本体に隣接するベ ースを有し、前記基端面２４と先端面２６とが、前記環状本体２０の周りでほぼ 一定の所定距離を維持しながら、前記基端-先端方向での、隣接する羽根の前記 ずれを維持しながら起伏していることを特徴とする請求項９記載の中心決め器具 。 １２． 前記羽根２２が、前記環状本体の周りに等間隔に配置されていることを 特徴とする請求項１１記載の中心決め器具。 １３． 前記４枚の羽根のうち対向する羽根は、前記環状本体に対して基端と先 端とが同じ位置になるように配置されていることを特徴とする請求項１２記載の 中心決め器具。 １４． 前記基端-先端方向の前記羽根の長さが、前記長手軸線にほぼ垂直な方 向に外方へいくに従って減少していることを特徴とする請求項１１記載の中心決 め器具。 １５． 前記環状本体の内面は、前記基端-先端方向で前記ステム１４の長手軸 線の方へ内側にテーパが形成されていることを特徴とする請求項９記載の中心決 め器具。 １６． 整形外科インプラントのステム１４のための中心決め器具１０であり、 該中心決め器具が、 前記インプラントのステムと係合する内面を有する中空環状本体を備え、前記 中心決め器具が、基端-先端方向に前記ステムに沿って延びる長手軸線にほぼ垂 直な方向に、中心決め器具の外面から外方へ延びる複数の羽根を有し、前記羽根 の少なくとも１つが基端-先端方向に前記隣接する羽根からずれていることを特 徴とする中心決め器具。 １７． 前記羽根２２が、前記環状本体の周りに等間隔に配置されていることを 特徴とする請求項１６記載の中心決め器具。 １８． 前記環状本体２０は、所定距離離れた前記基端面２４と先端面２６と を有し、前記羽根２２が前記所定距離の実質部分に亘って延びる前記環状本体に 隣接するベースを有し、前記基端面２４と先端面２６とが、前記環状本体の周り でほぼ一定の所定距離を維持しながら、記基端-先端方向での、隣接する羽根の 前記ずれを維持しながら起伏していることを特徴とする請求項１７記載の中心決 め器具。 １９． ４枚の羽根２２を有し、該４枚の羽根のうち対向する羽根は、前記環状 本体に対して基端と先端とが同じ位置になるように配置されていることを特徴と する請求項１８記載の中心決め器具。 ２０． 前記環状本体２０の前記内面は、前記基端-先端方向で前記ステムの長 手軸線の方へ内側にテーパが形成されていることを特徴とする請求項１９記載の 中心決め器具。