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JP2567191B2 - 膝蓋骨プロテーゼを受入れるために膝蓋骨を準備する器具 - Google Patents
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JP2567191B2 - 膝蓋骨プロテーゼを受入れるために膝蓋骨を準備する器具 - Google Patents

膝蓋骨プロテーゼを受入れるために膝蓋骨を準備する器具

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JP2567191B2
JP2567191B2 JP4505768A JP50576892A JP2567191B2 JP 2567191 B2 JP2567191 B2 JP 2567191B2 JP 4505768 A JP4505768 A JP 4505768A JP 50576892 A JP50576892 A JP 50576892A JP 2567191 B2 JP2567191 B2 JP 2567191B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、上方ドームを含む本体部分と、該本体部分
の前記ドームと反対側にある下方ステムとを有する膝蓋
骨プロテーゼ（prosthesis:人工的補てつ物）を受入れ
るために、尖を備えた関節面を有する膝蓋骨を準備する
器具に関する。
全膝関節取換手術においては、プロテーゼであってそ
の１つの要素が切除された大腿骨の遠位端に固定され、
他の要素が切除された脛骨の近位端に固定されて、これ
ら２つの要素が脚の屈伸を可能にするように一緒に作用
するプロテーゼが備えられる。このような手術を行う際
には、膝蓋骨は通常取換えられないで、顆（condyle:骨
端の丸い隆起）に面する内側冠部が切除されて膝蓋骨プ
ロテーゼが中に受入れられるキャビティ（腔）を形成す
るようにリーマーで穴があけられる。膝蓋骨プロテーゼ
は大腿骨要素の膝蓋骨溝または滑車溝と係合するように
内側に向いている冠部を有する。
従来は、膝蓋骨プロテーゼのために膝蓋骨を準備する
際に、膝蓋骨を円形断面形状を有するクランプに係合さ
せ、該クランプの内面を案内として用いて、使用すべく
意図されている膝蓋骨プロテーゼを受入れるのに十分な
寸法のキャビティを膝蓋骨にリーマーで形成することが
必要であった。患者の背格好を含む多くの要因に依存し
て、膝蓋骨プロテーゼは種々の異なる寸法の内の何れか
１つの寸法のものであり得た。その結果、種々の寸法の
リーマーを案内するためにそれぞれ異なる直径を有する
多数のクランプが入手できるようにしておくことが必要
であった。膝蓋骨プロテーゼを受入れるためのキャビテ
ィを形成する典形的な従来技術は、下記の刊行物に表
示、説明されている：インディアナ州・ワルソー所在ボ
ェーリンガー・マンハイム・コーポレーションの部局で
ある、ドゥピュイの「ザ・エイエムケイ・トータル・ニ
ー・システム・デザイン・ナショナーレ・アンド・サー
ジカル・プロシージュア」（第25頁）と題する小冊子お
よびテネシー州・アーリントン所在ダウ・コーニング・
ライトによる1989年著作権の「ホワイトサイド・オルソ
ロック（登録商標）・モジュラー・ニー・システム」。
最近になって、冠部から離隔した側に傾斜面を有する
膝蓋骨プロテーゼの新しい設計が導入された。このよう
なプロテーゼの１つは本出願人により1990年10月18日に
出願された米国特許出願第07/508,088号の主題である。
膝蓋骨プロテーゼを受入れるために膝蓋骨を準備する本
発明の器具は上記米国特許出願に記載されているタイプ
の膝蓋骨プロテーゼを受入れるべく用いるのによく適し
ている。しかし、本発明の器具はこのように制限される
ものではなく、広範囲の種々の膝蓋骨プロテーゼを受入
れるために膝蓋骨を準備すべく使用できることが理解さ
れなければならない。本発明は、膝蓋骨プロテーゼを受
入れるための従来技術、すなわち多くの異なる寸法の内
の何れか１つの寸法のものが患者に依存して使用されな
ければならないタイプのものに比べて、本発明の器具が
リーマーを案内するために膝蓋骨クランプに頼らないと
云う点で著しい利点を有する。従って、本発明の器具を
用いるに際しては、種々の寸法の多数のクランプが入手
できるようにしておく必要はない。
発明の概要 本発明は膝蓋骨プロテーゼを受入れるために膝蓋骨を
準備する新規な器具を提供する。
本発明の１つの目的は、リーマーを案内するための膝
蓋骨クランプを使用する必要のない器具を提供すること
である。
また、本発明の他の目的は、膝蓋骨プロテーゼを受入
れるために膝蓋骨を準備するに際し、除去される必要の
ある骨の量を最少にして、正確な位置決めを与えるよう
に膝蓋骨をリーミングすることのできる器具を提供する
ことである。
本発明は、上方ドームを含む本体部分と、該本体部分
の前記ドームと反対側にある下方ステムとを有する膝蓋
骨プロテーゼを受入れるために、尖を備えた関節面を有
する膝蓋骨を準備する器具であって、 （ａ）前記膝蓋骨に通路を、前記関節面を有する側から
内方へ穿孔するために使用され且つ前記通路内に残され
るようになっている第１のねじ付き部分および前記通路
から突出するようになっている第２の部分を有する細長
い案内手段と、 （ｂ）上面および下面を有するヘッドと、前記下面から
垂下する切削装置と、該切削装置および前記ヘッドを貫
通して延在する中央中空部とを有するリーマーにして、
前記中空部は前記案内手段の前記第２の部分の上にぴっ
てり嵌まる寸法を有しており、前記ヘッドはそれを貫通
して前記下面から前記上面まで延在する複数の孔を有し
ている、前記リーマーとを含んでおり、 このリーマーは、前記膝蓋骨プロテーゼを受入れる寸
法および形状を有するキャビティを、該キャビティの位
置を決定する案内として前記細長い案内手段を用いなが
ら前記膝蓋骨にリーミングするために、該案内手段の上
に配置されるようになっており、前記キャビティをリー
ミングする間に形成された破片が前記ヘッドの前記孔を
通って排出されることを特徴とする。
図面の簡単な説明 第１図は膝蓋骨プロテーゼの１つのタイプのものを受
入れるのに適した形状の切削ブレードを有するリーマー
を示す正面図である。
第２図は第１図のリーマーの平面図である。
第３図は第１図のリーマーの底面図である。
第４図は第１図の線４−４に沿って取られた断面図で
ある。
第５図は第３図の線５−５に沿って取られたリーマー
ヘッドの部分断面図である。
第６図は膝蓋骨に通路を形成するための案内手段を示
す正面図である。
第７図は案内手段の、第６図の矢印７−７の方向に見
た端面図である。
第８図は修正されたリーマーを示す底面図である。
第９図は第８図の修正されたリーマーの部分正面図で
ある。
第10図は平らな面を形成するために関節面の尖を除去
する状態を示す膝蓋骨の断面図である。
第11図は第10図に示されるように形成された平らな面
に案内手段を使用して通路を実質的に直角に穿孔した状
態を示す膝蓋骨の断面図である。
第12図は第11図で示された膝蓋骨に、リーマーを案内
するための案内手段を使用してリーミングしている状態
を示す膝蓋骨の断面図である。
第13図は本発明の器具を用いて準備された膝蓋骨に受
入れられた膝蓋骨プロテーゼを示す断面図である。
第14図は本発明の別の実施例に従って最初に平らな面
を形成せずに案内手段で通路を形成する状態を示す膝蓋
骨の断面図である。
第15図は第14図で示された膝蓋骨に、第１のリーマー
を案内すべく案内手段を使用してリーミングしている状
態を示す膝蓋骨の断面図である。
第16図は第２のリーマーによって最終キャビティをリ
ーミングし始めている状態を示す膝蓋骨の断面図であ
る。
第17図は最終キャビッティのリーミングが完了した状
態を示す膝蓋骨の断面図である。
第18図は本発明の別の実施例における器具を用いて準
備された膝蓋骨に受入れられた膝蓋骨プロテーゼを示す
断面図である。
好適実施例の説明 さて第１図〜第５図を参照すると、本発明の器具に含
まれるリーマー10が示されており、リーマー10は軸線Ａ
に沿って延在する中空ステム14の端部に取付けられたヘ
ッド12を有する。ヘッド12は上面13および下面15を有す
る。切削装置16はヘッド12から下方に延在すると共に、
ハウジング18およびハウジング18と一体的に形成されて
該ハウジング18から半径方向外向きに延在する複数の切
削ブレード20を含んでいる。第１図〜第５図の実施例に
おいては４つの切削ブレード20が互い実質的に90°をな
して設けられている。特に第１図において見られるよう
に、これらの切削ブレード20の形状は実質的に同じであ
り、使用すべく意図された特定の膝蓋骨プロテーゼを受
入れるのに適した寸法および形状のキャビティを形成す
るように作られた形状を有する。
例えば、第13図を簡単に参照すると、本発明の器具を
用いてキャビティ22がリーミングされて、膝蓋骨プロテ
ーゼ24が受入れられた膝蓋骨Ｐが示されている。第13図
の膝蓋骨プロテーゼ24は、全膝関節インプラント（図示
せず）の大腿骨要素の膝蓋骨溝または滑車溝と係合する
位置にある、膝蓋骨Ｐから離隔する方向に向いているド
ーム28を備えた本体部分26を有している。ドーム28はそ
の外周において円を画成するエッジ30に終端しており、
エッジ30から短い円筒壁32が垂下している。第13図にお
いて見られるように、エッジ30は膝蓋骨Ｐの上面より約
１〜2mm上にあるのが望ましいが、しかし、それは膝蓋
骨Ｐの上面と合致してドーム28および膝蓋骨Ｐの上面間
に滑らかな移行部を与えることもできる。
中央軸線に向かって内方に且つドーム28から離隔する
方向に下向きに傾斜した内壁面34が存在し、内壁面34か
らステム36が垂下している。ステム36は前述の小冊子に
示されている形状または1990年10月18日に出願された米
国特許出願第07/508,088号に示されている形状を含む広
範囲の種々の形状の内の１つとすることができる。ポリ
メチルメタクリレートのような骨セメントの層37が膝蓋
骨プロテーゼ24をキャビティ22内に接着するのに使用さ
れる。
第１図および第13図を見て分るように、ドーム28から
離隔する方向に向いている、膝蓋骨プロテーゼ24の部分
の断面形状は、切削ブレード20の形状従ってそれによっ
て形成されるべきキャビティ22の形状を決定する。それ
ぞれの切削ブレード20は中空ステム14の軸線Ａと実質的
に平行な第１部分の切れ刃20aと、軸線Ａに向かって内
方へヘッド12から離隔するように傾斜する第２部分の切
れ刃20bと、軸線Ａと実質的に平行な第３部分の切れ刃2
0cとを有し、第４部分の切れ刃20dは第３部分の切れ刃2
0cから半径方向内方へ延在してハウジング18に接合され
ている。しかし、切削ブレード20の形状は使用すべく意
図された膝蓋骨プロテーゼ24の形状に依存して変ること
は理解されなければならない。膝蓋骨プロテーゼ24を受
入れるための第12図および第13図に示された形状のキャ
ビティ22を形成する際に、第３部分の切れ刃20cおよび
第４部分の切れ刃20dはステム36を受入れるように意図
されたキャビティ22の円筒状下方部分を形成し、第２部
分の切れ刃20bは傾斜した内壁面34によって画定される
膝蓋骨プロテーゼ24の本体部分26を受入れるための、前
記円筒状下方部分から上向き外方に傾斜するキャビティ
22の部分を形成し、第１部分の切り刃20aは膝蓋骨プロ
テーゼ24の短い円筒壁32を受入れるためのキャビティ22
の円筒状上方部分を形成する。
第１図および第12図において分るように、切削ブレー
ド20はヘッド12の外周までは外向きに延在していない。
従って、第１部分の切れ刃20aはヘッド12の外周よりも
軸線Ａに接近している。このような構造は下面15が膝蓋
骨Ｐに接触し、キャビティ22に対する正しい深さを決定
するためのストップ装置として機能して、深過ぎるリー
ミングがなされないように保証する。
リーマー10は中空ステム14、ヘッド12および切削装置
16を貫通して延在する中央中空部40を有している。さら
に、ヘッド12は複数の切削ブレード20間の下面15上の位
置から該ヘッド12を貫通して延在して上面13から外に出
る複数の傾斜した孔42を有する。これらの傾斜した孔42
はリーミングされつつあるキャビティ22から破片を排出
する手段を提供するように意図されている。従って、切
削ブレード20が膝蓋骨Ｐをリーミングするにつれて、膝
蓋骨Ｐから切削された骨材は下面15において傾斜した孔
42の端部に推進され、傾斜した孔42を通って上面13に到
りそれから排出される。
リーマー10の中空ステム14は拡大部分44を有し、拡大
部分44にはヘッド12およびこれに支持される切削ブレー
ド20を回転させるための回転駆動装置（図示せず）に係
合される対向する平らな面45が設けられている。
さて第６図および第７図を参照すると、切削ヘッド52
と、ねじ付き部分54と、中央中空部40の直径よりも僅か
に小さい直径およびリーマー10の中空ステム14を完全に
貫通して延在するのに十分な長さを備えたシャンク部分
56とを有する細長い案内手段50が示されている。切削ヘ
ッド52は先端60まで延在する３つの三角形の形状にされ
た平坦面58を有し、隣接する平坦面58間のエッジは一次
カッターとして機能する。
第８図および第９図は４つの切削ブレード20を有する
先の実施例と対比して８つの切削ブレード20′を備えた
ヘッド12′を有する修正されたリーマー10′を示してい
る。この実施例においては、切削作業中に破片を排出さ
せるための、ヘッド12′を貫通して延在する８つの傾斜
した孔42′が設けられている。
さて第10図〜第12図を参照すると、手術前の通常の膝
関節においては大腿骨の遠位端部における顆の間の顆間
ノッチと係合する尖（apex）70を含む関節面を有する膝
蓋骨Ｐが示されている。尖（膝蓋骨尖）70の頂部は標準
の切削ブレード72によって切削されて第10図および第11
図に示されるように実質的に平らな面74を形成する。然
る後、ドリル（図示せず）によって駆動される細長い案
内手段50が膝蓋骨Ｐに通路76を穿孔するために使用され
る。
通路76の穿孔に引続いて、ドリルが案内手段50から分
離され、案内手段50のねじ付き部分54は通路76内に残さ
れシャンク部分56は通路76から突出することになる。次
いで、案内手段50を案内として用いて、リーマー10を案
内手段50上に配置して、前述の回転駆動装置に連結し、
この回転駆動装置によってリーマー10を回転させ、かく
て切削ブレード20はこれの切り刃20a、20b、20cおよび2
0dの形状により決定される形状を有するキャビティ22を
形成する。図において、キャビティ22は膝蓋骨プロテー
ゼ24を受入れるのに望まれる形状を有するものとして示
されている。このような切削中に、中央中空部40内にぴ
ったり嵌まっている案内手段50はキャビティ22を形成す
べく膝蓋骨Ｐをリーミングする際にリーマー10を正しい
軸線方向進路に沿って正確に案内するのに役立つ。従っ
て、案内手段50はリーマー10がこのような進路からずれ
て望まれるよりも大きなキャビティが形成されるのを阻
止する。前に言及したように、このようなリーミング工
程中に、破片はヘッド12を貫通して延在する傾斜した孔
42を通って排出される。リーミング工程の完了はヘッド
12の下面15が膝蓋骨Ｐと係合した時に起こる。前に言及
したように、このように下面15をストップ装置として機
能させることは、リーマー10が望まれるよりも深い深さ
にリーミングするのを阻止する。
リーミング工程の完了に引続いて、リーマー10および
案内手段50が取外され、キャビティ22から破片が除去さ
れて、その中にポリメチルメタクリレートのような骨セ
メントを塗付して膝蓋骨プロテーゼ24が固定される。キ
ャビティ22内に骨セメントを入れる前に、粉砕された骨
細片および／または骨スラリーが切れ刃20dによって形
成されたキャビティ22の部分の底の下に延在する通路76
の端部76a内に入れられるのが望ましい。このような骨
細片および／または骨スラリーはこの端部76a内への骨
の生長を誘発する移植組織として役立つ。しかし、この
ような端部76a内には骨セメントだけが充填されること
も可能である。
切削装置16が第１図〜第５図の実施例に示されている
４つの切削ブレード20を有するかまたは第８図および第
９図の実施例に示されている８つの切削ブレード20′を
有するか或いはこれよりも少ないまたは多いブレードを
有するか否やにかかわらず、本発明の器具は、骨の除去
を最少限にして極めて正確な態様で膝蓋骨プロテーゼを
受入れるために膝蓋骨を準備することを可能にする。
さて第14図〜第18図を参照すると、膝蓋骨プロテーゼ
24′を受入れるために膝蓋骨Ｐ′を準備する本発明の別
の実施例における器具が示されている。
第14図に示されるように、先端60′にまで延在する平
坦面58′を備えた切削ヘッド52′を有する案内手段50′
が設けられている。ねじ付き部分54′が切削ヘッド52′
から上方へ延在している。
この実施例の下では、膝蓋骨Ｐ′の尖70′は先の実施
例におけるように平らな面を形成するように切削されな
いで、案内手段50′が尖70′付近の所望の位置で関節面
と直接係合する。膝蓋骨Ｐ′はドリル（図示せず）が駆
動されている間適当なクランプ機構により保持され、案
内手段50′が膝蓋骨Ｐ′に通路76′を形成するのに使用
される。
次いでドリルは案内手段50′から分離されて、中空ス
テム94の端部に取付けられたヘッド92を有する第１また
はパイロットリーマー90が案内手段50′上に配置され
る。ヘッド92はこれから下方に延在する複数の切削ブレ
ード96を有する。第15図から分るように、パイロットリ
ーマー90のヘッド92および切削ブレード96は第18図に示
されるような膝蓋骨プロテーゼ24′のために意図された
寸法のキャビティを形成するのに必要な寸法よりも遥か
に小さい。従って、第１またはパイロットリーマー90は
比較的小さいキャビティ98を形成する。第16図および第
17図に示されているように、第１図〜第５図の実施例に
おけるリーマー10と類似のまたは同一の第２のリーマー
10″が膝蓋骨プロテーゼ24′を受入れるのに適した寸法
および形状を有する最終キャビティ99を形成するために
備えられる。特に外科医が関節面の尖を切削することに
より平らな面を形成するのを望まない場合には、２工程
でリーミングを行うことが望ましい。２工程でリーミン
グを行う際には、外科医は第１またはパイロットリーマ
ー90の方向を案内するために通路76′内に配置された案
内手段50′を使用して比較的小さいキャビティ98を先ず
形成し、その後で再度案内手段50′を使用してリーマー
10″によって最終キャビティ99を形成する。前述した如
く、端部76a内には骨の生長を誘発する移植組織として
役立つように骨細片または骨スラリーが充填されるのが
望ましい。
本発明の器具が平らな切削ブレード20を有するリーマ
ー10を採用するものとして説明されてきたが、広範な種
々のリーマーが採用できることは理解されなければなら
ない。例えば、案内手段を収容するための中空中心を有
する凸状おろし金タイプのリーマーは採用できるもので
ある。
当業者には多くの修正例および実施例が容易に明らか
になるであろう。従って、本発明の範囲は添付された請
求の範囲によってのみ決定されねばならない。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】上方ドームを含む本体部分と、該本体部分
    の前記ドームと反対側にある下方ステムとを有する膝蓋
    骨プロテーゼを受入れるために、尖を備えた関節面を有
    する膝蓋骨を準備する器具であって、 （ａ）前記膝蓋骨に通路を、前記関節面を有する側から
    内方へ穿孔するために使用され且つ前記通路内に残され
    るようになっている第１のねじ付き部分および前記通路
    から突出するようになっている第２の部分を有する細長
    い案内手段と、 （ｂ）上面および下面を有するヘッドと、前記下面から
    垂下する切削装置と、該切削装置および前記ヘッドを貫
    通して延在する中央中空部とを有するリーマーにして、
    前記中空部は前記案内手段の前記第２の部分の上にぴっ
    たり嵌まる寸法を有しており、前記ヘッドはそれを貫通
    して前記下面から前記上面まで延在する複数の孔を有し
    ている、前記リーマーとを含んでおり、 このリーマーは、前記膝蓋骨プロテーゼを受入れる寸法
    および形状を有するキャビティを、該キャビティの位置
    を決定する案内として前記細長い案内手段を用いながら
    前記膝蓋骨にリーミングするために、該案内手段の上に
    配置されるようになっており、前記キャビティをリーミ
    ングする間に形成された破片が前記ヘッドの前記孔を通
    って排出されることを特徴とする器具。
  2. 【請求項２】前記ヘッドの前記下面は、前記キャビティ
    の深さを制限すべく前記関節面と係合するストップ装置
    として機能するように、前記切削装置を越えて半径方向
    外向きに延在している、請求の範囲第１項記載の器具。
  3. 【請求項３】前記切削装置は、前記ヘッドに隣接する第
    １部分と、該第１部分から延在すると共に前記中空部に
    向かって内方に且つ前記ヘッドから離れるように傾斜す
    る切れ刃を有する第２部分と、前記中空部と実質的に平
    行な切れ刃を有する第３部分とを含んでいて、該切削装
    置が、前記案内手段を中心としていると共に前記膝蓋骨
    プロテーゼの前記ステムを受入れる大きさにされた円筒
    状下方部分と、前記膝蓋骨プロテーゼの前記本体部分を
    受入れるべく前記関節面に向かって上向きに且つ前記案
    内手段から外方に傾斜する内壁面を備えた上方部分とを
    有するキャビティを前記膝蓋骨に形成するようになって
    いる、請求の範囲第１項記載の器具。
  4. 【請求項４】前記切削装置の前記第１部分は、前記中空
    部と実質的に平行な且つ前記関節面を切削する大きさに
    された切れ刃を有している、請求の範囲第３項記載の器
    具。
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