JPH11226037A - ハイブリッド固定を有するモジュール型補綴装置 - Google Patents

ハイブリッド固定を有するモジュール型補綴装置

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JPH11226037A
JPH11226037A JP10315367A JP31536798A JPH11226037A JP H11226037 A JPH11226037 A JP H11226037A JP 10315367 A JP10315367 A JP 10315367A JP 31536798 A JP31536798 A JP 31536798A JP H11226037 A JPH11226037 A JP H11226037A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 人工関節を骨のキャビティにハイブリッド固
定するためのモジュール型補綴装置を提供する。 【解決手段】 本発明のモジュール型補綴装置は貫通す
る内腔を有するスリーブを備える。このスリーブは骨キ
ャビティ内でセメント固定可能である。補綴構成部品は
スリーブの内腔に挿入可能である。その補綴構成部品は
スリーブ内で保持され、セメント無しで骨に固定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は補綴関節装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】病気
および／又は傷によって人間の体のもって生まれた関節
が劣化する。その関節を人工関節（joint prostheses）
で置換すれば、そのような関節の病気に冒された個人の
生活の質を明らかに向上させることができる。様々な人
工関節が知られている。より一般的な人工関節の中に
は、もって生まれた膝関節と股関節の全てあるいは一部
を置換するものがある。
【０００３】人工関節の構成部品を現存する骨に移植し
固定しなければならない。股間節形成、股関節を補綴関
節で置換する外科技術の場合、キャビティを患者の大腿
骨の近位端部分に作り、大腿ステム、補綴股関節の一部
を受容する。他の関節置換外科技術は、現存する骨の内
部に様々な補綴構成部品を取り付けるための同様のキャ
ビティを形成する必要がある。
【０００４】一旦、そのようなキャビティを作れば、多
くの技術で補綴構成部品をキャビティ内に固定すること
ができる。例えば補綴構成部品をキャビティ内でセメン
ト固定してもよく、あるいは、摩擦嵌めによる機械的固
定か固定装置の使用により固定することができる。
【０００５】「ハイブリッド固定」として知られたさら
に他の技術は、セメントを使用して構成部品の一部分を
所定の位置に固定する。実際にはその構成部品の他の部
分を骨と直接結合するか、他の固定方法で固定する。し
かしながら、非セメント固定面を避けながらセメントを
構成部品の選択部分に制限しなければならず、その上、
空隙の無い（void-free)セメント外被（mantle）を形成
するのに十分な量でセメントを使用しなければならない
ので、この技術は特に困難である。この困難さはセメン
ト固定する部分が非セメント固定面に接する場合に、よ
り大きくもなる。
【０００６】骨の内部で骨の補綴構成部品をセメントを
基礎にして固定することおよびセメント無しで固定する
ことを組み合わせるために複数の技術があるが、容易に
実施できて、しかもハイブリッド固定で示された問題に
取り組む他の技術を提供することが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はセメント固定さ
れる第１部分と、セメントレス固定に適合される第２部
分とを備え、その第１および第２部分を結合できるモジ
ュール型人工関節装置を提供することによってハイブリ
ッド固定に関連した問題を取り扱う。この装置は、その
第１部分および第２部分を配置し、１カ所以上の境界を
配置あるいは形成してセメントの流出あるいは移動を抑
えるための構造を有することができる。
【０００８】具体的な実施形態では、骨の管内の選択さ
れた位置に貫通する内腔（bore）を有するスリーブを配
置し、そのスリーブを所定の位置にセメント固定できる
複数の構造が提供される。スリーブの内腔は、セメント
によって骨あるいはスリーブに固定されない補綴構成部
品を受容する寸法となっている。
【０００９】補綴関節装置は、貫通する内腔を有するス
リーブと、貫通するチャンネルを有するプラグとを備
え、プラグはスリーブの内腔に摺動可能に受容される寸
法になっている。
【００１０】この装置はさらに、プラグのチャンネル内
で摺動可能に受容可能なガイドと、そのガイドで配置可
能なシールと、そのガイドと係合可能な先導シャフトと
を有することができる。
【００１１】本発明の他の特徴と利点は本明細書と図面
でより明確に理解することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、プラグ１０と、スリーブ
１２と、ガイド１４と、シール１６と、先導シャフト１
８とを備える本発明に係る装置の分解図である。スリー
ブ１２は第１端部２０と第２端部２２とを有する物体で
ある。内腔２４はその物体により画定され、その内腔に
はその物体の第１端部２０にある第１開口と、その物体
の第２端部２２にある第２開口とからアクセス可能であ
る。内腔２４は中にプラグ１０を受容する寸法になって
おり、スリーブ１２は、用意された骨のキャビティ、例
えば、次の図に示したように大腿骨の管内に受容する寸
法である。スリーブ１２の内腔２４は、プラグ１０が内
腔２４にない場合には、以下説明するように他の補綴構
成部品を受容する寸法である。スリーブ１２の内腔２４
とプラグ１０の双方とも、図１に示したようにテーパー
を付けるか円錐台状とすることができる。
【００１３】スリーブ１２にはそのスリーブを結合でき
る他の補綴構成部品の構造条件と適合可能な所望の形状
を備えることができる。例えば、スリーブ１２を移植し
た骨の一部分に対する応力を分配したりあるいは歪みを
移すようにそのスリーブ１２を形成することができる。
図１に示したスリーブ１２の実施形態は、通常、三角形
状をしており、第１端部２０に近いスリーブの周縁は第
２端部２２のそれより大きい。このスリーブはチタン，
コバルト‐クロム，セラミック，あるいは他の生体適合
性材料から作ることができる。また、スリーブの外面
は、以下説明するように、スリーブ周囲に配置された骨
セメントとの接合を促進するように織込み状（texture
d）とすることができる。
【００１４】スリーブ１２の内腔２４に着脱可能に挿入
できるプラグ１０は、ガイド１４と摺動可能に係合でき
るチャンネル２９を構成する。プラグ１０はスリーブ１
２の内腔２４を完全にあるいは部分的に充填することが
可能である。具体的な実施形態では、プラグ１０は医療
用プラスチックから作られる。しかしながら、そのプラ
グ材料は特に重要ではない。
【００１５】ガイド１４は、以下説明するように、外科
手技時に装置の構成部品を挿入，ガイド，位置決め，取
り外しするのに有効な治具（tool）である。例示した実
施形態では、ガイド１４は第１端部３０と第２端部３２
を有する細長いロッドである。ガイド１４には把持用補
助部と寸法表示（measurement indicia)が設けられる。
例えば、例示したガイド１４の実施形態にはガイドの第
１端部３０近くに等間隔で離間した円周溝３３がある。
その溝３３により、縦寸法表示と同様に湿った手術手袋
あるいは把持用治具で容易に掴める織込み面となった。
【００１６】ガイド１４は、他の装置要素を選択的に係
合し、あるいは配置するのに有効な１個以上の構造体を
備えることもできる。例えば、ガイド１４の第２端部３
２を、先導シャフト１８と選択的に係合するように形成
することができる。例示されている実施形態では、ガイ
ド１４を先導シャフト１８に対して回転すれば、先導シ
ャフト１８で画定されたねじ溝付き構造体３４と協働し
て係合可能なように、ガイド１４の第２端部３２はねじ
を切ることができる。ガイド１４は、以下説明するよう
に、他の構造体を押したり、引いたりするために有効な
当接構造体３６などの特徴物をさらに有することができ
る。その当接構造体３６には第１当接面３８と第２当接
面４０がある。
【００１７】ガイド１４を使用して配置可能なシール１
６は、ガイドを挿入する穴広げされた（reamed）大腿管
のようなキャビティあるいは通路の一部あるいは全部
を、略あるいは完全に塞ぐことが可能な寸法を有する物
である。シール１６は、そのキャビティあるいは通路を
画定する面に接合あるいは係合させて所定の位置にその
シールを留置させる複数の寸法，構造的特徴部，表面の
特徴部，および材料特性を有することができる。
【００１８】具体的な実施形態では、普通、ディスクあ
るいはトーラス（torus)状のシール１６は、それを通し
てガイド１４の第２端部３２が延びて先導シャフト１８
に係合可能な開口４２を画定する。図５に、より詳細に
示した肩部４４は、開口４２の直径を削減した領域で画
定され、ガイド１４の第２当接面４０と係合（当接によ
り）する。肩部４４で画定された第２開口４６は、先導
シャフト１８と他の同様の寸法の構造体がその第２開口
を二方向に移動可能な十分な寸法の直径を有する。例示
した実施形態では、第１開口４２は第２開口４６より直
径が大きい。
【００１９】シール１６は硬いか、柔軟か、あるいは周
辺が部分的に硬いか、あるいは中央が柔軟で変形可能な
あるいは圧縮可能な領域とすることができる。具体的な
実施形態では、シール１６はポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）から作ることができる。他の生体適合性材
料も都合が良い。
【００２０】先導シャフト１８は、骨の管内で構成部品
を中心に配置し、適切な管深さを確認するために有効で
はあるが、本装置では必要な要素でない。ガイド１４の
みを使用してシール１６を配置することができる。例示
した実施形態では、先導シャフト１８は第２開口４６の
直径より小さな最大径を有する。従って、先導シャフト
１８と寸法が同じ補綴構成部品のような他の物体をシー
ル１６の開口に通すことができる。
【００２１】広い範囲の患者の要求条件に適合させるた
めに、本発明に係る外科用キットには本明細書で説明し
た特徴を有する選択された異なった寸法と形状のガイ
ド，スリーブ，プラグ，シール，および先導シャフトが
含まれ、外科医は必要ならば混合と調整（mix-and-matc
h)を行なうことができる。
【００２２】ここで図２乃至図６を参照する。本発明の
装置の他の詳細な点を具体的な手術手技の説明と関連付
けて説明する。図２は当業者に周知の方法で切断し、穴
を広げて人工大腿骨の移植の用意をした大腿骨４８を示
す図である。その後の説明で特に重要な大腿骨４８の特
徴部は、穴を広げた大腿管５０と管壁５２である。
【００２３】さらに図２を参照する。図にはガイド１４
が、選択された先導シャフト１８に結合されて示されて
おり、ガイド１４はシール１６と当接関係にある。ガイ
ド１４と先導シャフト１８は実質的に整合しており、大
腿管５０の縦軸上にある。しかしながら、必要ならば軸
から外れた配置も可能である。シール１６は大腿管５０
の選択された深さに配置され、シール１６の周縁は大腿
管５０を塞ぐように管壁５２に接触する。
【００２４】図３は、当業者に周知の技術を使用してシ
ール１６と管壁５２とで画定されたキャビティ５４内に
ＰＭＭＡのような骨セメントを詰める次の手技ステップ
を示す図である。シール１６は、先導シャフト１８で塞
いだ大腿管５０の領域に骨セメントの全てあるいは実質
的に全てがこのシールを超えて移動するのを防止する。
さらに、シール１６は粒子屑（debris)がそのシールを
超えて侵入するのを防止して、粒子屑に関連する合併
症、すなわち、骨溶解の危険を低下させる。
【００２５】プラグ１０とスリーブ１２とが結合された
状態で示され、プラグの両端はスリーブの両端と同一高
さになっている。プラグの近位端部がスリーブの近位端
部とは同一高さであることは必要ではない。従って、他
の実施形態では、プラグの近位端部がスリーブの近位端
部の下方あるいは上方になっている。
【００２６】ガイド１４は、結合されたプラグ／スリー
ブアセンブリと摺動可能に係合し、セメントが充填され
たキャビティ５４内に矢印で示した方向に摺動する。こ
の技術は加圧を促進させ、キャビティ５４が完全にセメ
ントで充填されてスリーブ１２とセメントとの間で生じ
る空隙を削減するのを確実にする。
【００２７】図４は、シール１６と当接関係にあってセ
メントが充填されたキャビティ５４内のプラグ／スリー
ブアセンブリを示す図である。別の手技では、セメント
がキャビティ内に詰め込まれる前にプラグ／スリーブア
センブリを摺動させてシール１６と当接させる。いつ、
および、どのようにセメントとプラグ／スリーブアセン
ブリがキャビティ内に配置されるかには関係なく、プラ
グ１０は、スリーブ１２の内腔２４にセメントが入るの
を防止することに注目すべきである。セメントが固まる
とスリーブが所定の位置に固定される。
【００２８】シール１６の厚さを選択することにより、
大腿骨４８内の選択された位置にシールの底面を保持し
ながら管壁５２に対してスリーブ１２を縦方向の配置状
態に調節することができる。これによりセメントの厚さ
を調節することが可能である。例えば、スリーブ１２が
骨に被覆される領域で５ｍｍ厚さのシールが作るより
も、１０ｍｍ厚さのシールがシール１６と管壁５２との
間に大きな空間「Ｓ」を形成する。シール１６の厚さは
領域Ｓのセメント外被の厚さに大きく影響するが、全体
のセメント外被の厚さはシールの厚さによって影響を受
ける。
【００２９】図５は図４の「Ａ」で示された領域をより
詳細に示す図である。この図では、ガイド１４の第２当
接面４０とシール１６の肩部４４の具体的な構造がより
簡単に明らかとなる。ガイド１４の第１当接面３８がス
リーブ１２とでなく、プラグ１０と整合していることに
注目すべきである。従って、ガイド１４を引くことなど
によってその第１当接面３８をプラグ１０の方へ移動さ
せると、セメント固定スリーブをその選択された位置か
ら取り除いてしまう程の力はかけないでプラグ１０がス
リーブ１２から引き抜かれる。先導シャフト１８がガイ
ド１４から外れなければ、先導シャフト１８，ガイド１
４，およびプラグ１０を１回のステップでスリーブ１２
と大腿骨から取り外すことができる。
【００３０】ガイド１４，先導シャフト１８，およびプ
ラグ１０を取り外す前にセメントが部分的にあるいは完
全に硬くなるまで待つことは望ましいが、シール１６が
大腿管に十分ピッタリ合ってシールそれ自体に加えてセ
メントとスリーブの重量を支持できれば、キャビティ５
４内にスリーブを配置後直ちにこれらの構成部品を取り
除くことができる。ガイド１４，プラグ１０，および先
導シャフト１８をスリーブから引き抜くと同時にスリー
ブ１２の第１端部２０に軽い圧力をかけることにより、
スリーブがシール１６との当接関係から外れることが防
止される。
【００３１】ここで図６を参照する。図ではガイド１４
と先導シャフト１８とプラグ１０がスリーブから引き抜
かれている。大腿骨４８にはスリーブ１２とシール１６
が残っている。スリーブ１２の内腔２４は空でセメント
が無く、大腿ステムあるいは試作構成部品のような装置
の構成要素となれる他の補綴構成部品５６が受容可能で
あることに注目すべきである。得られたスリーブ１２と
補綴構成部品５６との結合はセメントのないものであ
る。本発明に係る具体的な装置では、その構成部品５６
は、当技術で周知であるビーズ，コーティング，あるい
はキャビティなどの骨内部／表面（in/on-growth）成長
特徴部５８を有することができる。また、骨表面と移植
表面との間には適合性を整えるための隙間ラインがあっ
てもよい。セメントの適用と配置を注意深く調節したの
で、セメントは構成部品５６の表面に接触することな
く、その結合性を弱めることができる。また続いて補綴
構成部品５６を取り外す必要があれば、硬化セメントの
外被に内在する骨幹の骨を損なわずに外すことができ
る。例えば、補綴周囲の骨折がスリーブ１２から遠くで
発生すれば、セメント固定内のスリーブ１２を妨害せず
にステムのような構成部品５６を取り外すことができ、
長いステムを挿入して、必要とされる追加の遠位端穴広
げ（reaming）の後にその骨折部にブリッジをかけるこ
とができる。
【００３２】先の説明は股関節形成術に関する。しかし
ながら、当業者は他の人工関節は上記説明がなされた構
造体と技術から適切に変形ができる利点を得ることが分
かる。
【００３３】本発明をその具体的な実施形態について示
し説明したが、その形態と詳細の種々の他の変形，省
略，追加を本発明の精神と範囲から逸脱することなく本
発明で実施することが可能である。本発明で述べた全て
の参考文献をそのまま参考文献として明確に含める。
【００３４】本発明が適用される好適な実施態様は以下
の通りである。 （１）前記プラグは前記スリーブの内腔と共通に延在す
る請求項１に記載の装置。 （２）前記装置は第１端部と第２端部を有するガイドを
さらに備え、前記ガイドは前記プラグのチャンネル内に
摺動可能に受容できる実施態様（１）に記載の装置。 （３）前記ガイドはその前記第１端部と前記第２端部と
の間に刻み表示を有する実施態様（２）に記載の装置。 （４）前記刻み表示は複数の離間した円周溝を含む実施
態様（３）に記載の装置。 （５）前記複数の離間した円周溝は等しい間隔にある実
施態様（４）に記載の装置。
【００３５】（６）前記ガイドは、その前記第２端部の
近傍に選択的な係合構造体を有する実施態様（２）に記
載の装置。 （７）前記選択的な係合構造体はねじ切り領域を含む実
施態様（６）に記載の装置。 （８）前記ガイドはその直径を局部的に増大する当接構
造体を含む実施態様（２）に記載の装置。 （９）前記ガイドと配置可能なシールをさらに備える実
施態様（２）に記載の装置。 （１０）前記ガイドと選択的に係合可能なシールをさら
に備え、前記シールを前記ガイドと係合すると、前記ス
リーブは、前記シールと当接関係で前記ガイドの一部分
に配置可能である実施態様（２）に記載の装置。
【００３６】（１１）前記スリーブの前記内腔と略同じ
直径の開口を構成するシールをさらに備える実施態様
（２）に記載の装置。 （１２）前記シールは剛性である実施態様（１１）に記
載の装置。 （１３）前記シールは可とう性である実施態様（１１）
に記載の装置。 （１４）前記シールの少なくとも一部分は可とう性であ
る実施態様（１１）に記載の装置。 （１５）前記シールはディスク形状をなし、前記開口は
前記シールの中央を介して画定される実施態様（１１）
に記載の装置。
【００３７】（１６）前記当接構造体の直径より大きな
直径と、前記当接構造体の直径より小さな直径の直径削
減領域を有する開口とを画定するシールをさらに備える
実施態様（８）に記載の装置。 （１７）前記当接面は、前記プラグのチャンネルの直径
より大きな直径を有する実施態様（８）に記載の装置。 （１８）前記当接面は、前記スリーブの内腔の直径より
小さな直径を有する実施態様（１７）に記載の装置。 （１９）前記ガイドと係合可能な先導シャフトをさらに
備える実施態様（１１）に記載の装置。 （２０）前記先導シャフトは、前記スリーブの内腔の直
径より小さな直径を有する細長い部材である実施態様
（１９）に記載の装置。
【００３８】（２１）前記ガイドと係合可能な先導シャ
フトをさらに備え、前記先導シャフトは、前記開口の前
記直径削減領域の直径より小さな直径を有する細長い部
材である実施態様（１６）に記載の装置。 （２２）先導シャフトは、前記ガイドの選択的な係合構
造体のねじ切り領域と結合可能なねじ切りキャビティを
構成する実施態様（７）に記載の装置。 （２３）前記先導シャフトは、前記スリーブの内腔の直
径より小さな直径を有する細長い部材である請求項３に
記載の装置。 （２４）前記内腔はその第１端部が第２端部より広く、
前記プラグはその第１端部が第２端部より広い請求項３
に記載の装置。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明による補綴関
節装置によれば、骨へのハイブリッド固定が可能とな
り、セメント流出あるいは移動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモジュール型補綴装置の分解図であ
る。
【図２】図１に示した補綴装置を使用する外科手術手技
のステップを示す図である。
【図３】図１に示した補綴装置を使用する外科手術手技
のステップを示す図である。
【図４】図１に示した補綴装置を使用する外科手術手技
のステップを示す図である。
【図５】図１に示した補綴装置を使用する外科手術手技
のステップを示す図である。
【図６】図１に示した補綴装置を使用する外科手術手技
のステップを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク・エイ・マナサス アメリカ合衆国、02375 マサチューセッ ツ州、サウス・イーストン、インディア ン・コーブ・ウェイ 40 (72)発明者 ピーター・ティー・ビアンコ アメリカ合衆国、02181 マサチューセッ ツ州、ウェルスレイ、ブルックデール・ア ベニュー ４

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１端部と、第２端部と、前記第１端部
    と前記第２端部との間に延在する内腔とを有するスリー
    ブと；第１端部と、第２端部と、前記第１端部と前記第
    ２端部との間に延在するチャンネルとを有するプラグで
    あって、このプラグは前記スリーブの内腔に摺動可能に
    受容される寸法であることとを具備する補綴関節装置。
  2. 【請求項２】 第１端部と、第２端部と、前記第１端部
    と前記第２端部との間に延在する内腔とを有するスリー
    ブと；第１端部と、第２端部と、前記第１端部と前記第
    ２端部との間に延在するチャンネルとを有するプラグで
    あって、このプラグは前記スリーブの内腔に摺動可能に
    受容される寸法であることと；第１端部と、第２端部
    と、前記第１端部と前記第２端部との間のある位置でガ
    イドの直径を局部的に増大する当接構造体とを有するガ
    イドであって、このガイドは前記プラグのチャンネル内
    に摺動可能に受容される寸法であることと；前記スリー
    ブの内腔と略同じ直径である開口を画定するシールとを
    具備する補綴関節装置。
  3. 【請求項３】 第１端部と、第２端部と、前記第１端部
    と前記第２端部との間に延在する内腔とを有するスリー
    ブと；第１端部と、第２端部と、前記第１端部と前記第
    ２端部との間に延在するチャンネルとを有するプラグで
    あって、このプラグは前記スリーブの内腔の直径より小
    さな直径を有していることと；前記プラグのチャンネル
    の直径より小さな直径を有する一部分と、前記プラグの
    チャンネルの直径より大きな直径を有する当接構造体と
    を有するガイドと；前記当接構造体の直径より大きな直
    径を有する開口と、前記当接構造体の直径より小さな直
    径を有する前記開口の直径削減領域とを構成するシール
    と；前記ガイドと係合可能な先導シャフトとを具備する
    補綴関節装置。
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