JP2021511096A - 回転要素を備えたモジュール式内部人工器官シャフトシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、固定部（１０）と、プラグイン接続部（４５）によって結合されるモジュール要素から形成されるシャフト（１）とを含み、シャフト（１）に沿った要素の相対的な回転が調整可能であると共に、回転防止機構によってブロックされる、細長い骨のための内部人工器官シャフトシステムに関する。回転を調整するために、別のモジュール要素として回転部品（５）が設けられ、回転部品（５）は、自立型回転調整装置（６）と、回転を阻止する機構としてのクランプ装置（７）とを備える。回転部品（５）は、プラグイン接続部（４５）用の２つの端面とスリーブ（７７）を備える。本発明は、回転部品と共に、シャフトのための特定のモジュール要素を提供し、構造ユニットとして、回転の調整と、内蔵ユニットにおける望ましくない回転のブロックの両方を可能にする。

Description

本発明は、モジュール式シャフトシステムを備える、細長い骨のための内部人工器官に関する。モジュール式シャフトシステムは、プラグイン接続によって結合される複数の要素を備える。要素間相互の回転を調整するために、回転要素が設けられることにより、得られる位置が嵌合する回転防止機構によって固定される。

内部人工器官は、固定部品によって骨に保持され、関節要素を支持するか、あるいは欠陥のある骨部を交換するためのシャフトを備える。特定の用途に応じて、問題のシャフトはかなりの長さになる可能性がある。管理可能な数の異なる要素を使用して異なる長さをカバーできるようにするために、モジュール式システムが開発された。これらのモジュール式システムは、一緒に差し込むことができる複数の要素を備え、ほとんどの場合、円錐継手がプラグ接続部として提供される。これらはそれぞれ、互いに差し込まれた状態で、軸力と回転力を安全かつ変位なしに伝達できるように、互いに十分にしっかりと保持する円錐スタブと円錐スリーブを備える。

そのような内部人工器官の移植中に、規定された解剖学的に好ましい向きにシャフトを回転させる必要が生じることがある。これは、シャフトの一端に配置された人工器官頭部を好ましい方向に導くために必要となるからである。既知のモジュール式シャフトシステム（例えば、ドイツのハンブルクにあるリンク社から販売されているメガシステムＣ）では、シャフトの各要素は、特に優れたプラグ接続部により、任意の回転方向で相互に接続できるが、接続後、各要素間の相対的な回転を修正することは困難である。また、モジュール式人工器官システムが公知であり（例えば、ドイツ、ブクステフーデのインプラントキャスト社が販売しているムタースシステム）、固定目的でシャフトの軸に沿って中央にねじ継手がガイドされる。ねじ継手を緩めることにより、各要素を相対的に回転させることができ、ねじ継手を締め付けることにより、噛合によって接続された要素の回転が阻止される。しかしながら、作動には、シャフトの上端と下端にアクセスできることが必要である。これは、移植後の多くの場合、当てはまらない。

本発明の目的は、これらの欠点を回避する内部人工器官用の改善されたシャフトシステムを利用可能にすることである。

本発明による解決策は独立項の特徴にある。有利な展開は従属クレームの構成要素である。

固定部品と、プラグ接続部によって結合できるモジュール要素から形成されたシャフトとを含み、シャフトに沿った要素の相互の回転を調整可能であり、回転防止機構の手段によってブロックされる、細長い骨の内部人工器官シャフトシステムでは、回転を調整するために、自立型回転調整装置と、回転を阻止するための手段としてのクランプ装置とを有するさらなるモジュール要素として回転部品が設けられ、回転部品は、プラグ接続のための２つの端面およびジャケットを有する構成が本発明によって提供される。

本発明は、回転部品により、シャフト用の特別なモジュール要素を提供する。モジュール要素は、構造ユニットとして、１つの自立型ユニットで、回転調整を可能にすると共に、望ましくない回転を阻止する。シャフトの中間部品としての構成により、移植中および移植後に容易にアクセス可能な位置（これは、しばしば中央位置となる）でシャフトに配置できるのが好ましい。これにより、移植後でも調整可能となる。特に、端にアクセスできない、またはそこに配置された補綴関節によって位置が影響を受ける内部人工器官の場合（例えば、大腿骨のシャフトの場合：上部の人工股関節ヘッドおよび下部の人工膝関節の関節丘）、回転方向の向きが常に保証される。但し、回転機能と同じくらい重要なのは、意図しない回転がブロックされることである。本発明は、両方の機能を１つの要素に統合することにより、一方では容易に調整可能であり、他方では安全にブロックすることにより、空間的にコンパクトで容易にアクセス可能な組み合わせを可能にする。

モジュール式シャフトシステムにおけるモジュール要素としての構成により、本発明による回転要素を既存のシャフトシステムに後付けすることもできる。これにより、使用範囲が大幅に広がる。

患者の観点から見ると、本発明は、個々の解剖学的状況により優れた調整機能を提供し、必要に応じて、後の段階でこれを可能にする。したがって、費用のかかるフォローアップ作業を回避できる。

回転部品は便宜上、モジュール式シャフトシステムの延長モジュール要素に対応するように構成される。このようにして、従来の延長要素は、本発明による回転部品と容易に交換することができる。したがって、回転部品は既存のモジュール式シャフトシステムにうまく適合する。

クランプ装置は便宜上、ブロックを適用および／または解放するために作動部材に中央アクセスするように構成されている。ここでは、中央アクセスは作動部材の取付手段として理解され、シャフトの開始時または終了時には配置されないものとして理解される。この種の中央へのアクセスにより、埋め込み状態でもシャフトの回転調整を行うことができる。つまり、側面からのアクセスである。特に、長いシャフトを有する人工器官の場合、そのような側方からのアクセスは、一般に、解剖学的観点からはるかに有利である。

挿入された状態で回転部品の内部空間を区切るキャップナットが設けられるのが好ましい。このようなキャップナットは、一方では固定を可能にし、他方ではその内部空間によって保護領域を形成する。そこには、以下でさらに詳細に説明するように、敏感な軸受要素を受け入れるのに適したチャンバが形成される。

さらに、外面を備えたキャップナットは便宜上、回転部品のジャケットの一部を形成する。したがって、本発明による内部人工器官がより薄い骨での使用にも適するように、小さな直径のコンパクトな構成とすることができる。キャップナットは、便宜上、クランプ工具用の結合要素が形成された、滑らかな、好ましくは円形のジャケットを有するのが好ましい。滑らかなジャケットは、周囲の組織への刺激を最小限に抑える。これは、ジャケットが円形の場合に特に当てはまる。クランプ工具の結合要素はジャケットに一体化されている。このようにして、周囲の組織への刺激を最小限に抑えながら、クランプ工具の確実な結合を得ることができる。結合要素は、円周方向にオフセットして配置される利点がある。これにより、作動中にクランプ工具を次の結合要素に簡単に移動させることができ、アクセスの幅に関する要件が最小限になる。

さらに、キャップナットは、プラグ接続部の要素をガイドする中央通路を有するのが好ましい。この要素は、回転調整装置の軸受インサートに直接接続されるのが好ましい。したがって、中央通路によって、力はプラグ接続部から直接軸受に伝達され、キャップナット自体が実際の力の伝達経路から外れる。軸受インサートおよびプラグ接続部の要素は、特に一体物として構成されるのが好ましい。これにより、信頼性が高く遊びがなく、特に直接的な力の伝達が可能になる。

回転調整装置の回転軸受が回転部品内に完全に配置され、好ましくは回転部品の内部空間に収容されるのが有効である。上記で既に説明したように、内部空間は便宜上、キャップナットの内部領域によって形成できる。このようにして、保護された領域が回転軸受のために形成される。したがって、汚れや汚染から効果的に保護される。回転軸受は便宜上、軸受ジャーナルおよび相補的な軸受ブッシュを備える。軸受ジャーナルは円筒形であるのが好ましい。円筒形の構成には、回転軸受の機能を維持しながら、軸方向の変位性が確保されるという実用的な利点がある。スライドジョイントは、回転軸受にも組み込まれている。したがって、軸受ジャーナルと軸受スリーブは、遊びがなく押しつぶされない嵌合を形成するのが好ましい。このようにして、高い信頼性のある力の伝達が確保され、しかも良好な回転が得られる。

内部空間において、ブロック装置は回転軸受に作用するロックディスクを有するのが好ましい。ロックディスクは便宜上、多歯ディスクとして構成される。それは回転式軸受けに従動し、それ以上の回転を阻止する。ロックディスクは便宜上、軸受ボックスの底部に配置される。その後、軸受ジャーナルの端面に作用する。この目的のために、軸受ジャーナルの端面に相補的な歯が配置されるのが好ましく、ロックディスクは、ロックされた嵌合状態で相互に作用する。

この目的のために、キャップナットは、第１のクランプ位置でロックディスクを回転軸受に押し付けてブロックし、第２の開放位置でロックディスクを回転軸受から解放し、回転式軸受けを移動可能とする。したがって、キャップナットの作動、特に回転によって、回転軸受を固定または解放することができる。

好ましい実施形態では、回転部品は、回転部およびスペーサ部を備えた２つの部分で構成される。回転部は実回転調整装置とクランプ装置で構成される。スペーサ部は、実質的に、交換可能な延長要素として機能するのが好ましい。スペーサ部は便宜上、その端部で回転部品に結合されて一体的に回転し、他端にプラグ接続部の嵌合要素を有する。スペーサ部および／または軸受インサートは、異なるプラグ接続部を備えた他のものと交換可能であるのが好ましい。したがって、これらの２つの構成要素を交換することにより、本発明による回転部品を他のプラグ接続部に適合させることができる。これにより、使用範囲が大幅に広がる。

本発明は、有利な例示的な実施形態に基づいて、および図面を参照して、以下でより詳細に説明される。
（ａ）〜（ｃ）異なる段階での回転部品を備えた大腿骨のためのモジュール式シャフトシステム側面図。 （ａ）回転部品の側面図、（ｂ）回転部品の断面図。 回転部品の分解断面図。 回転をクランプして調整するためのツールを備えたモジュール式シャフトの平面図。 （ａ）、（ｂ）回転前後のモジュール式シャフトの状態を示す図。

これらの図は、大腿骨への挿入および大腿骨の部分的な置換のためのモジュール式シャフトシステムを示す。

モジュール式シャフトシステムは、その下端に膝関節内部人工器官の楕円関節要素２を備えたシャフト１を有する。大腿骨頭の固定要素３が上端に設けられている。ここでは、固定要素３は海綿骨用ねじで構成されている。

シャフト１は、複数のモジュール要素からなるモジュール構成で提供される。それは、上部領域にある、大腿骨の上部の髄管に固定するための固定部１０と、下部領域にあるモジュール式延長部４とを備える。楕円関節要素２は、モジュール式延長部４のモジュール要素として設けられている。モジュール式延長部４は、異なる長さにできる異なる延長部品の構築キットの一部である。

本発明に係る実施形態の回転部品５は、固定部１０と延長部４との間に配置される。回転部品５は、プラグ接続を介して延長部４と固定部１０の両方に耐荷重方式で接続される。延長部４と関節要素２の間には、別のプラグ接続部を配置できる。

人工器官の組立時、大腿骨９に対して所定角度で取り付ける必要がある。角度は、上部領域では固定要素３の方向によって決まり、下部領域では膝関節内部人工器官の上部を形成する関節要素２の方向によって決まる。まず、固定部１０を大腿骨９の髄腔に挿入し、固定要素３のための受容チャネル９３を大腿骨９の頭部領域にドリルで開ける。続いて、回転要素５を備えた人工器官、延長部４および関節要素２を組み立てる。次のステップで、固定要素３を挿入し、人工器官を大腿骨９に応じた角度に固定する。その後の操作の過程では、膝関節人工器官の要素としての意図する使用のために関節要素２を位置合わせする必要がある。このため、その回転位置を調整しなければならない。これは、回転部品５を回転させ、回転位置でブロックする適切な工具８を使用して行う。

以下、回転部品５の構造と機能について説明する。回転部品５は、回転を調整するための回転調整装置６と、回転を阻止するためのクランプ装置７とを備える。この場合、関節要素２が固定部１０に対して回転されることにより、回転部品５の上部領域および下部領域は相対的に回転する。そのような回転によって得られた位置は「回転位置」を意味する。そのような回転が行われる角度を、回転角度αとして示す（図５ｂ参照）。

回転調整装置６は、軸受ジャーナル６２および軸受ブッシュ６３からなる回転軸受６０を備える。軸受ジャーナル６２が本体５４に設けられ、軸受ブッシュ６３が軸受インサート６１に設けられている。軸受ジャーナル６２は円筒形であり、軸受ブッシュ６３は、軸受ジャーナル６２のためのアダプタースリーブとして構成されている。軸受ジャーナル６２は、遊びがなくて押しつぶされないようにして軸受ブッシュ６３に取り付けられる。軸受ジャーナル６２は、軸受インサート６１とは軸方向に相違している。プラグイン接続部４５の円錐スリーブ５２は、本体５４の軸受ジャーナル６２とは反対側に形成されている。本体５４は回転調整装置６の上部領域を形成する。

軸受インサート６１は、軸受ブッシュ６３の反対側にプラグイン接続部４５の円錐スタブ５１を有する。軸受インサート６１は回転調整装置６の下部領域を形成する。本体５４には、工具レンチ８１のためのレセプタクルとして機能する平坦領域６６が形成されている。これにより、本体５４を回転させることができる。このようにして、所望の回転角度αを得ることができる。

このようにして得られた回転位置をブロックするため、ブロック装置７が設けられている。ブロック装置７は、中心通路７１を有するキャップナット７０を備える。キャップナット７０は内部空間７４を有し、その内壁には、通路７１の反対側の端部に、挿入状態で、本体５４に設けた外ネジ５６に螺合する内ネジ７６が設けられている。キャップナット７０の内部空間７４であるチャンバは通路７１に接続されている。前記挿入状態では、キャップナット７０は特に、内ネジ７６が外ネジ５６に螺合するまで、軸受インサート６１の円錐スタブ５１が通路７１を超えて押される。したがって、クランプ装置７が作動した結果として回転により締め付ける（または、反対方向への回転により緩める）ことができる。通路７１の領域には肩インサート７５が形成され、軸受インサート６１のカラー６５に作用する。キャップナット７０を締めると、ねじ５６、７６がさらに螺合し、キャップナット７０は螺合方向に移動する。この結果、肩部７５は、軸受インサート６１のカラー６５に作用し、一体的に回転する。したがって、キャップナット７０は同様に、本体５４に向かって、具体的には、軸受ブッシュ６３の底部に配置された多歯のロックディスク７３が、一体回転のために配置された嵌合ディスク７２に係合するまで移動する。したがって、キャップナット７０を締めることにより、多歯ディスク７３と嵌合ディスク７２が互いに噛み合い、軸受ジャーナル６２に対する軸受ブッシュ６３のさらなる回転が可能となる。これにより、クランプ装置７が作動し、望ましくない回転に対して回転軸受６０をブロックする。キャップナット７０を緩めることにより、クランプ装置７を解放できるので、再び回転軸受６０の回転が可能となる。

キャップナット７０は、その内部空間７４に回転軸受６０を囲い込む。回転軸受６０は、完全な軸受機能を損なう恐れのある異物や汚染物質の侵入から保護される。

キャップナット７０は、そのジャケット７７に円周方向にオフセットされた複数の開口部を有し、それは作動工具８０のための結合要素５５として機能する。後者は、その頭部に、結合要素５５内の正のロック部と係合して回転によるキャップナット７０の作動を可能にする対応する突起（図示せず）を有する。本体５４の平坦化された領域６６上に配置された工具８０によって、必要であれば、力のないシャフトの残りを保持することが可能である。

２つのツール８０、８１を適用するこの手順は、図４に示され、それにより、クランプ装置７を解放し、固定要素３を備えた上部シャフト部分に対するジョイント要素２の相互回転を可能にする。 回転角αについては、図５ａおよび５ｂに示されている。

内部に配置された回転要素６とクランプ装置７を備えた自給式回転部品５は、一方ではコンパクトな方法でシャフトの回転を可能にし、他方では望ましくない調整を効果的に阻止することを可能にする。ここで、ジャケット面７７を介した側面からの作動は、取り扱いの観点から好ましいアクセスを可能にする。このアクセスは、シャフトの端部からのアクセスとは対照的に、本明細書では中央アクセスと言及されている。

さらに、本発明の変形例では、スペーサ部が実際の回転部品５に固定される２部分の構成を提供できる。スペーサ部は、その端面にスタブ接続部、すなわち一端にスタブコーン、反対側の端面にスタブスリーブを有する短い延長部品のように構成される。これは、そのスタブコーンと共に回転部品５のスタブスリーブ５２に挿入される。結果として生じるプラグ接続４５によって、また追加のブロック手段として機能するグラブねじ５７によって、スペーサ部は締結される。このようにして、スペーサ部を交換するだけで、回転部品５自体に構造上の変更を加える必要なく、長さを変更できる。すなわち、回転部品５自体は変化しないままとすることができる。したがって、回転部品５を異なるモジュール式システムに適合させることがはるかに容易になる。

Claims (15)

1. 固定部（１０）と、プラグ接続（４５）によって結合されるモジュール要素から形成されるシャフト（１）とを備え、前記シャフト（１）に沿う要素の相対的な回転は、調整可能であると共に回転防止機構によってブロックされる、細長い骨のための内部人工器官シャフトシステムであって、前記回転を調整するために、自立型回転調整装置（６）と、回転をブロックする手段としてのクランプ装置（７）とを有する追加のモジュール要素としての回転部品（５）が設けられ、前記回転部品（５）は、プラグ接続部（４５）用の２つの端面と、ジャケット（７７）とを有する、内部人工器官シャフトシステム。
2. 回転部品（５）が延長モジュール要素として機能する、請求項１に記載のモジュール式シャフトシステムを備える内部人工器官シャフトシステム。
3. 前記クランプ装置（７）が、ブロックを適用／解放するための作動部材（８１）への中央アクセスを有する、請求項１または２に記載の内部人工器官シャフトシステム。
4. 回転防止機構（７）を調整するためのアクセスが回転部品（５）のジャケットに設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の内部人工器官シャフトシステム。
5. 挿入された状態で、前記回転部品（５）の内部空間（７４）を区切るキャップナット（７０）が設けられ、好ましくは、キャップナット（７０）が外面で回転部品（５）のジャケット（７７）の一部を形成する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の内部人工器官シャフトシステム。
6. 前記キャップナット（７０）が滑らかな、好ましくは丸いジャケット（７７）を有し、その上に締め付け工具（８１）用の結合要素（５５）が形成され、結合要素（５５）は、好ましくは、円周方向にオフセットして配置される、請求項５に記載の内部人工器官シャフトシステム。
7. 前記キャップナット（７０）が、プラグ接続部の要素をガイドする中央通路（７１）を有し、前記要素が、好ましくは直接、回転調整装置（６）の軸受インサート（６１）に接続される、請求項５および６のいずれかに記載の内部人工器官シャフトシステム。
8. 前記軸受インサート（６１）と前記プラグ接続部（５１）の要素が、好ましくは一体に組み合わされている、請求項７に記載の内部人工器官シャフトシステム。
9. 前記回転調整装置（６）の回転軸受（６０）が回転部品（５）内に完全に配置され、好ましくは内部空間（７４）に収容されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の内部人工器官シャフトシステム。
10. 前記回転軸受（６０）が、好ましくは円筒形の軸受ジャーナル（６２）および相補的な軸受ブッシュ（６３）を備え、前記軸受ジャーナル（６２）および前記軸受スリーブ（６３）が、好ましくは遊びがなく押しつぶされない、請求項９に記載の内部人工器官シャフトシステム。
11. 前記ブロック装置が、回転軸受（６０）に作用し、内部空間（７４）、好ましくは軸受ブッシュ（６３）の底に配置されるロックディスク（７３）を有する、請求項９または１０に記載の内部人工器官シャフトシステム。
12. 前記キャップナット（７０）が、第１のクランプ位置で、ロックディスク（７３）を回転軸受（６０）に押し付けてブロックし、第２の開放位置で、ロックディスク（７３）を回転軸受（６０）から自由とし、回転軸受（６０）を可動とする、請求項１１に記載の内部人工器官シャフトシステム。
13. 前記回転部品（５）が、取り付けられたスペーサ部を備えた２つの部分で構成される、請求項１から１２のいずれか１項に記載の内部人工器官シャフトシステム。
14. 前記スペーサ部は、一端を回転部品（５）に接続されて一体的に回転し、他端でプラグ接続部（４５）の嵌合要素を支持する、請求項１３に記載の内部人工器官シャフトシステム。
15. 前記スペーサ部および／または軸受インサート（６０）は、異なるプラグ接続部を備えた他のものと交換可能である、請求項１４に記載の内部人工器官シャフトシステム。

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